(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
第１のレジスト流速を有する、パターン形成されたインプリント型板を形成するステップと、
第２のレジスト流速を有する、基板の表面を形成するステップとを備え、前記第１および第２のレジスト流速は、インプリント型板のパターン形成された凹部を通して気体を逃がすために気体をインプリント型板のほうに押しやることによって、レジスト内に気体が閉じ込められるのを避けるように選択された、異なる流速であり、
前記基板の前記表面にレジストを滴下するステップと、
気体を前記インプリント型板の前記パターン形成された凹部を通じて逃がしながら、前記インプリント型板を用いて前記レジストに型押しするステップと、
前記レジストを硬化して、パターンを前記インプリント型板から前記レジストに転写するステップとを備え、前記インプリント型板の前記パターン形成された凹部は、前記レジストにパターンを形成し、
前記異なる流速は、前記インプリント型板の前記表面が前記基板の前記表面よりも、より疎水性であるように選択され、
前記レジストを型押しする間、前記レジストは、前記インプリント型板の前記表面と第１の接触角を形成するとともに、前記基板の前記表面と第２の接触角を形成し、前記第１の接触角は、前記第２の接触角よりも大きい、方法。
【請求項２】
前記異なる流速は、前記第２のレジスト流速が、前記第１のレジスト流速よりも速いように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インプリント型板の前記表面を形成するステップは、前記インプリント型板上にフルオロアルキルシランの層を堆積させて、前記インプリント型板の前記表面を形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フルオロアルキルシランは、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリクロロシラン、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリエトキシシラン、および
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリクロロシラン
からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板の前記表面を形成するステップは、前記基板上に接着促進剤層を堆積させて、前記基板の前記表面を形成するステップを含み、前記接着促進剤層は、前記レジストの接着を容易にする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記インプリント型板は、ビットパターン媒体のためのナノインプリント型板である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記インプリント型板は石英であり、前記気体は、ヘリウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
インプリント型板上に第１の層を堆積させて、第１のレジスト流速を有する、前記インプリント型板の表面を形成するステップと、
基板上に第２の層を堆積させて、第２のレジスト流速を有する、前記基板の表面を形成するステップとを備え、前記第１および第２のレジスト流速は、インプリント型板のパターン形成された凹部を通して気体を逃がすために気体をインプリント型板のほうに押しやることによって、レジスト内に気体が閉じ込められるのを避けるように選択された、異なる流速であり、
気体を前記インプリント型板のパターン形成された凹部を通じて逃がしながら、前記基板の表面上のレジストに型押しするステップをさらに備え、
前記インプリント型板の前記パターン形成された凹部は、前記レジストにパターンを形成し、
前記第１の層は、フルオロアルキルシランを含み、前記レジストは、前記レジストを型押しする間に、前記インプリント型板の前記表面と第１の接触角を形成するとともに、前記基板の前記表面と第２の接触角を形成し、前記第１の接触角は、前記第２の接触角よりも大きい、方法。
【請求項９】
前記異なる流速は、毛管作用によって、前記インプリント型板の前記パターン形成された凹部が前記レジストで満たされることを容易にするように選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記異なる流速は、前記インプリント型板の前記表面が、前記基板の前記表面よりも、より疎水性であるように選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の層は、前記レジストの接着を容易にするために接着促進剤層を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記フルオロアルキルシランは、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリクロロシラン、
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリエトキシシラン、および
１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリクロロシラン
からなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
方法であって、
インプリント型板のパターン形成された凹部を通して気体を逃がしながら、インプリント型板によって、基板の表面上のレジストに型押しするステップを備え、
前記インプリント型板の表面は、第１のレジスト流速を有し、
前記基板の表面は、第２のレジスト流速を有し、
前記第１および第２のレジスト流速は、前記インプリント型板のパターン形成された凹部を通して気体を逃がすために気体をインプリント型板のほうに押しやることによって、レジスト内に気体が閉じ込められるのを避けるように選択された、異なる流速であり、
前記異なる流速は、前記インプリント型板の前記表面が、前記基板の前記表面よりも、より疎水性であるように選択され、
前記レジストは、前記レジストを型押しする間に、前記インプリント型板の前記表面と第１の接触角を形成するとともに、前記基板の前記表面と第２の接触角を形成し、前記第１の接触角は、前記第２の接触角よりも大きい、方法。
【請求項１４】
前記異なる流速は、毛管作用によって、前記インプリント型板の前記パターン形成された凹部が前記レジストで満たされることを容易にするように選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記インプリント型板はビットパターン媒体のための石英ナノインプリント型板であり、前記気体は、ヘリウムである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記インプリント型板は、前記インプリント型板を通じて前記気体を逃がすために直径が約０．３ｎｍの孔を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
フルオロアルキルシランの層を前記インプリント型板上に堆積して前記インプリント型板の前記表面を形成するステップと、
接着促進剤層を前記基板上に堆積して、前記基板の前記表面を形成するステップとをさらに備え、前記異なる流速は、前記フルオロアルキルシランの層が前記接着促進剤層よりも、より湿潤しにくいように選択される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本願は、２０１２年１月３１日に出願された米国特許出願シリアル番号第１３／３６２９７２号、発明の名称「捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法」の関連出願であり、同発明の優先権を主張し、その開示全体が引用により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
紫外線（ＵＶ）ナノインプリント工程において、インプリント型板を型板基板上に堆積されたレジスト流体に配置する。レジスト流体は、毛管作用によってインプリント型板のボイドを充填する。流体レジストの流れは、インプリント型板のボイドに気体を捕捉することができる。捕捉された気体は、ＵＶ硬化したレジストにおいて気泡を形成し、ボイド欠陥を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】一実施形態に係る、捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法の概要を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る、捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法の概略フローチャートを示すブロック図である。
【図３Ａ】例示の目的で、一実施形態に係る表面張力−界面流速の効果の一例を示す図である。
【図３Ｂ】例示の目的で、一実施形態に係る優勢なインプリント型板水接触角の一例を示す図である。
【図４Ａ】例示の目的で、一実施形態に係る気泡捕捉メカニズムの一例を示す図である。
【図４Ｂ】例示の目的で、一実施形態に係る優勢なインプリント型板表面張力の一例を示す図である。
【図４Ｃ】例示の目的で、一実施形態に係る捕捉された気泡の一例を示す図である。
【図４Ｄ】例示の目的で、一実施形態に係る基板の疎水性減少された表面の一例を示す図である。
【図４Ｅ】例示の目的で、一実施形態に係る浮遊している捕捉された気泡の一例を示す図である。
【図５Ａ】例示の目的で、一実施形態に係るインプリント型板表面張力の制御された増加の一例を示す図である。
【図５Ｂ】例示の目的で、一実施形態に係る基板表面張力の制御された優勢の一例を示す図である。
【図５Ｃ】例示の目的で、一実施形態に係る硬化前の液状レジストの制御された湿潤の一例を示す図である。
【図５Ｄ】例示の目的で、一実施形態に係る型板トポグラフィの制御された液状レジスト充填の一例を示す図である。
【図６Ａ】例示の目的で、一実施形態に係る表面張力変更処理の一例を示す図である。
【図６Ｂ】例示の目的で、一実施形態に係る表面張力および化学性質を変更した後の液状レジストの湿潤の一例を示す図である。
【図７Ａ】例示の目的で、一実施形態に係る表面張力の制御、インプリント型板の設計調整の一例を示す図である。
【図７Ｂ】例示の目的で、一実施形態に係る表面張力の変更、インプリント型板アンダーカットの一例を示す図である。
【図７Ｃ】例示の目的で、一実施形態に係る最適な表面張力制御変更調整の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
詳細な説明
以下の説明において、本明細書の一部を形成する添付図面を参照する。図面においては、本発明が実施され得る特定の例が例示のために示されている。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、構造的な変更をしてもよいということは、理解されるべきである。
【０００５】
総括
なお、たとえば捕捉される気泡を低減する表面張力制御方法に関する以下の説明は、例示の目的で記載されており、基礎となるシステムは、任意の数および複数種類の表面張力制御工程、積層の製造工程および積層の設計に適用することができる。一実施形態によれば、捕捉される気泡を低減する表面張力制御方法は、表面の化学性質の改質を使用するように構成されることができる。表面化学性質の改質は、本発明を用いて、インプリント型板の表面張力を減少するように構成されてもよく、基板の表面張力を比較的に増加するように構成されてもよい。
【０００６】
図１は、一実施形態に係る、捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法の概要を示すブロック図である。図１に示された表面張力制御方法は、たとえば紫外線（ＵＶ）インプリント工程において捕捉された気泡の形成を低減または排除することができる。一実施形態によれば、ＵＶインプリント工程は、たとえば、マスター型板を生成するまたはビットパターン媒体（ＢＰＭ）の積層を製造するために、インプリント型板のトポグラフィを基板に転写するナノ製造に使用される。
【０００７】
ＵＶインプリント工程において、インプリント型板を基板の表面上に堆積された液状レジスト材料の上に配置する。レジスト材料は、インプリント型板を照射する紫外線ＵＶ光によって硬化される。一実施形態によれば、レジスト材料のＵＶ照射は、たとえば、レジスト液体を硬化させることによって、型板のトポグラフィを保持する。
【０００８】
液状レジスト材料は、たとえば液滴で基板の表面上に堆積される。液滴は、インプリント型板および基板の表面の間に流動して融合する。毛管作用によって、トポグラフィの空洞または突出部分を充填する。レジスト液滴が融合する際に、気体をレジスト内に捕捉することができる。一実施形態によれば、捕捉された気体は、硬化後ボイド欠陥になる。
【０００９】
ボイド（捕捉された気泡）は、型板パターンを転写する工程に使用される他の工程、たとえば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを干渉する。ボイド欠陥によって引起された干渉は、パターンの欠落およびパターンの変形につながる。一実施形態によれば、パターンの欠落およびパターンの変形は、マスター型板の品質およびマスター型板を用いて製造された積層に悪影響を与える。
【００１０】
液状レジストの融合が制御されない場合、気泡の捕捉が発生する。液状レジストの流速は、インプリント型板および基板の界面材料の表面エネルギにより生じた表面張力によって支配される。一実施形態によれば、捕捉された気泡を低減する表面張力制御方法は、気泡捕捉メカニズムを変更する（１００）ことができる。
【００１１】
気泡捕捉メカニズムの変更は、表面化学性質の改質（１１０）によって達成される。表面化学性質の改質（１１０）は、インプリント型板または基板表面エネルギを増加または低減し（１２０）、よって両方表面の表面張力のレベルを制御する。一実施形態によれば、インプリント型板または基板の表面エネルギの増減（１２０）は、レジスト材料の界面流速を制御する（１３０）方法を形成する。
【００１２】
レジスト材料の界面流速の制御（１３０）は、気泡の捕捉を低減または排除する（１４０）ことができる。捕捉される気泡の排除または低減は、ボイド欠陥の発生を防ぐことができる。一実施形態によれば、捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法は、ＵＶインプリント工程を用いて製造されたマスター型板およびビットパターン媒体（ＢＰＭ）のような積層の品質を向上させる。
【００１３】
詳細な説明
図２は、一実施形態に係る、捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法の概略フローチャートを示すブロック図である。図２は、気泡捕捉メカニズムを変更する（１１０）ための表面張力制御方法を示している。捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法は、表面化学性質の改質（１１０）によって、たとえばＵＶインプリント工程における気泡捕捉メカニズムを変更する（１１０）。
【００１４】
インプリント型板および基板の製造に使用される材料の表面化学性質は、表面エネルギの大きさを決める。表面エネルギは、ＵＶインプリント工程のパターン転写に使用される液状レジスト材料の流速を加速または阻害することができる。石英のような材料は、インプリント型板の製造に使用される。石英、ガラスおよびシリコンは、マスター型板を形成するおよびビットパターン媒体（ＢＰＭ）のような積層を製造するために、ナノ製造に用いられる基板の製造に使用される材料の例である。一実施形態によれば、基板は、基板の上に堆積された層、たとえばクロム（Ｃｒ）または非晶質炭素（ａ−Ｃ）の画像層をさらに含んでもよい。
【００１５】
基板の表面上に堆積された液状レジストがインプリント型板のトポグラフィ内に流入する流れは、パターンを転写するＵＶインプリント工程の基礎である。液状レジスト材料がインプリント型板と非層状基板または層状基板との２つの表面の間に挟まれると、両方の表面に使用されたさまざまな材料は、制御されていない流速を引起す可能性がある。一実施形態によれば、液状レジストは、堆積工程において、たとえばインクジェットノズルによって液滴状で基板の表面に塗布される。
【００１６】
液状レジストの流速が制御されていないと、気体がインプリント型板下方に融合している液滴の間に捕捉される可能性がある。レジストがＵＶ光の照射で硬化させられると、捕捉された気泡がボイド欠陥を形成する。たとえば、硬化された（硬くなった）レジスト内部の気泡ボイドは、ＲＩＥ工程においてエッチング速度の不均一性を引起す。これによって、一実施形態に従って設計されたパターンの一部が変形するまたは全て失ってしまう原因となる。
【００１７】
捕捉される気体を低減する表面張力制御方法において、表面化学性質の改質（１１０）は、液状レジストと接触するインプリント型板または基板表面の表面エネルギを増加または低減する（１２０）ことができる。したがって、表面化学性質の修正（１１０）は、液状レジスト材料の界面流速を制御する（１３０）ことができる。一実施形態によれば、対向する界面の流速の制御は、気体の捕捉を排除または低減する（１４０）ことができ、捕捉された気泡によって形成された空洞欠陥を排除または低減することができる。
【００１８】
インプリント型板２００の表面化学性質は、極度疎水性材料の堆積（２１０）を用いて改質することができる。例示的な極度疎水性材料の堆積（２１０）は、たとえば、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリエトキシシランおよび１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリクロロシランなどのフルオロアルキルシランを含んでもよい。極度疎水性材料の堆積（２１０）は、蒸着工程を用いて行うことができる。一実施形態によれば、蒸着の厚さは、インプリント型板のパターンを影響しないように制御されることができ、またはインプリント型板の製作は、この蒸着堆積物の追加に応じて調整されることができる。
【００１９】
非層状および層状の基板２２０は、たとえば、接着促進剤の堆積（２３０）によって改質することができる。たとえば石英基板のような基板は、液状レジストが容易に流動する親水性表面を有する。接着促進剤の堆積は、基板の親水性表面を疎水性表面に改質し、液状レジストの流速を減少する。接着促進剤は、たとえばValMat（（登録商標）Molecular Imprints社）とmr-APS1（（登録商標）MicroResist Technology社）などの材料を含むこ
とができる。一実施形態によれば、接着促進剤材料は、たとえば蒸着工程またはスピン塗布を用いて堆積され、基板２２０と硬化したレジストとの間の接着力を高めることができる。
【００２０】
インプリント型板または基板の表面エネルギの増減（１２０）は、一方または両方の界面表面に適用することができる。水などの液体は、比較的高い表面エネルギを有する材料であり、高いエネルギ表面（親水性表面）と接触する場合、速い流速で流動する。一実施形態によれば、水は、たとえば低い表面エネルギを有する材料（疎水性表面）と接触する場合、非常に低い流速で流動するため、玉状になる。
【００２１】
たとえば、インプリント型板２００の界面に対する液状レジストの流速が基板２２０の界面に対する液状レジストの流速によりも優勢であるまたは速い場合、液状レジストは、気泡を捕獲または捕捉することが容易になり、ＵＶ硬化工程の後にボイド欠陥を形成し易くなる。この例では、表面化学性質の改質（１１０）は、極度疎水性材料の堆積（２１０）を用いてインプリント型板２００界面の表面エネルギを低減する。この表面化学性質の改質（１１０）は、流速の優勢を基板２２０の表面にシフトする。よって、一実施形態によれば、基板２２０の表面における液状レジストの湿潤または流速は、インプリント型板２００の表面における液状レジストの湿潤または流速よりも大きくなり、気体がレジスト層の内部に捕捉される可能性がより少なくなる。
【００２２】
表面化学性質の改質（１１０）は、優勢な基板表面エネルギ２４０を生成する。このＵＶインプリント工程は、次いて基板表面の上面に液状レジストを供給する（２５０）。改質された表面エネルギを有するインプリント型板を液状レジストに下降させること（２６０）によって、レジスト材料の界面流速を制御する（１３０）。優勢な基板表面エネルギ２４０は、制御された流速を生成して、気泡の捕捉を排除または低減する（１４０）。よって、一実施形態によれば、捕捉される気泡を低減する表面張力制御方法は、ＵＶインプリントパターン転写工程の品質に悪影響を与えるボイド欠陥を形成する気泡の捕捉を防止する。
【００２３】
表面張力−界面流速効果
図３Ａは、例示の目的で、一実施形態に係る表面張力−界面流速の効果の一例を示す図である。図３Ａは、たとえば液滴状で石英基板３１０の上面に堆積された硬化前の液状レジスト３２０の上面に石英インプリント型板３００を配置する工程を示している。この工程に用いられる清浄環境は、ヘリウムのような気体３３０を含んでもよい。石英インプリント型板３００は、石英またはシリコンなどの材料を用いて製造することができる。同様に、石英基板３１０は、石英、ガラスまたはシリコンなどの材料を用いて製造することもできる。石英インプリント型板３００および石英基板３１０が同じ材料で製造された場合、露出された表面材料は、等しい表面エネルギレベル３４０を有し、よって等しい表面張力３４０を有するように、特徴付けられるであろう。これにより、一実施形態において、硬化前の液状レジスト３２０は、両表面に沿って等しい界面流速３４８を有する。
【００２４】
石英基板３１０は、複数の層を有するように製造されることができる。複数の層は、たとえば非晶質炭素（ａ−Ｃ）またはクロム（Ｃｒ）を用いて、石英基板３１０の上面に堆積された画像層を含む。レジスト材料を基板構造にさらに良く接着させるために、画像層の上面には、たとえば接着層を堆積させることができる。異なる材料は、さまざまなレベルの表面エネルギを有する。異なるレベルの表面エネルギは、異なる表面張力を引起し、硬化前の液状レジスト３２０が２つの異なる表面に沿って異なる流速を有する原因となる。一実施形態によれば、硬化前の液状レジスト３２０の異なる流速は、気体３３０が硬化前の液状レジスト３２０の融合している液滴の間に捕捉される原因となる。
【００２５】
優勢なインプリント型板水接触角
図３Ｂは、例示の目的で、一実施形態に係る優勢なインプリント型板水接触角の一例を示す図である。図３Ｂは、石英インプリント型板３００および対向する石英基板３１０を示している。対向する構造体の間には、清浄製造環境に使用されるたとえばヘリウムなどの気体３３０が存在する。一実施形態において、石英基板３１０の上面に画像層３５０と疎水性接着層３５２とが堆積される。疎水性接着層３５２は、硬化前の液状レジスト３２０を基板構造にさらに良く接着させるために堆積される。硬化前の液状レジスト３２０は、たとえば基板構造の表面上に堆積されることができる。一実施形態によれば、レジスト堆積の後、石英インプリント型板３００は、硬化前の液状レジスト３２０中に下降させられ、２つの対向する界面の間に液状レジスト材料を拡散させまたは湿潤させる。
【００２６】
石英インプリント型板３００は、硬化前の液状レジスト３２０に対して親水性表面接触を提供する。石英の親水性表面は、インプリント型板に対してたとえば４°である小さい水接触角３６０を形成する。一実施形態によれば、小さい水接触角を有する親水性表面は、高い表面エネルギ３６６を有し、高い表面張力３６２を生成し、硬化前の液状レジスト３２０の速い界面流速３６４を引起す。
【００２７】
石英基板３１０の上面に堆積された疎水性材料接着層３５２は、その表面を硬化前の液状レジスト３２０に対して疎水性表面接触の表面に改質する。疎水性材料接着層３５２の疎水性表面は、基板構造に対してたとえば６４°である大きい水接触角を形成する。一実施形態によれば、大きい水接触角を有する疎水性表面は、低い表面エネルギ３７６を有し、低い表面張力３７２を生成し、硬化前の液状レジスト３２０の遅い界面流速３７４を引起す。
【００２８】
気泡捕捉メカニズム
図４Ａは、例示の目的で、一実施形態に係る気泡捕捉メカニズムの一例を示すである。図４Ａは、石英インプリント型板３００と、画像層３５０および疎水性接着層３５２を有する石英基板構造３１０とを示している。硬化前の液状レジスト３２０は、石英基板構造３１０の疎水性接着層３５２の上面に液滴で堆積されており、石英インプリント型板３００は、硬化前の液状レジスト３２０に下降させられている。一実施形態によれば、気体３３０は、２つの融合している液状レジスト液滴の間に存在している。
【００２９】
異なる表面材料の性質に起因する優勢な石英インプリント型板表面張力４００は、石英インプリント型板３００の表面に沿って速い界面流速３６４を起こす。一実施形態によれば、硬化前の液状レジスト３２０は、疎水性接着層３５２の表面に沿って遅い界面流速３７４を有する。
【００３０】
優勢なインプリント型板表面張力
図４Ｂは、例示の目的で、一実施形態に係る優勢なインプリント型板表面張力の一例を示すである。図４Ｂは、石英インプリント型板３００と石英基板構造３１０とを示している。石英基板構造３１０は、画像層３５０と疎水性接着層３５２とを含むことができる。石英インプリント型板３００が硬化前の液状レジスト３２０にさらに下降させられると（３２５）、硬化前の液状レジスト３２０の拡散が速くなる。硬化前の液状レジスト３２０が隆起した型板トポグラフィの空洞領域に到達すると、毛管充満作用４１０がトリガーされる。図３Ｂのインプリント型板低い表面張力３６２に沿った優勢な速い界面流速３６４は、隆起した型板トポグラフィの空洞領域を充填する。下方の気体３３０は、型板トポグラフィ空洞に沿って抜けなくなる。一実施形態によれば、疎水性粘着層３５２の表面に沿った界面流速３７４が遅いため、気体３３０に充満されたボイドが開いた状態になる。
【００３１】
捕捉された気泡
図４Ｃは、例示の目的で、一実施形態に係る捕捉された気泡の一例を示す図である。図４Ｃは、石英基板３１０、画像層３５０および疎水性接着層３５２の表面に向かって、硬化前の液状レジスト３２０にさらに下降させられた（３２５）石英インプリント型板３００を示している。図４Ｂの隆起した型板トポグラフィの空洞領域が毛管充満作用４１０によって充填されたため、図３Ａの気体３３０が抜けなくなる。一実施形態によれば、捕捉された気泡４３０が形成され、疎水性接着層３５２と接する可能性がある。
【００３２】
基板の疎水性減少された表面
図４Ｄは、例示の目的で、一実施形態に係る基板の疎水性減少された表面の一例を示す図である。図４Ｄは、硬化前の液状レジスト３２０にさらに下降させられた（３２５）石英インプリント型板３００を示している。硬化前の液状レジスト３２０の液滴が互いに近づくように融合すると、石英インプリント型板３００の表面に沿った界面流速３６４が速くなる。一実施形態によれば、インプリント型板トポグラフィの空洞は、毛管充満作用４１０によって充填される。
【００３３】
一実施形態において、接着層４２０は、石英基板３１０の画像層３５０の上面に堆積されている。接着層４２０は、図３Ｂの疎水性接着層３５２よりも小さい疎水性を有するため、基板表面張力４２４を増加させる。増加された基板表面張力４２４は、接着層４２０の表面に沿った硬化前の液状レジスト３２０の界面流速４２８の増加を引起す。一実施形態によれば、増加した界面流速４２８は、気体３３０下方の融合している液滴を閉じ始める。
【００３４】
浮遊している捕捉された気泡
図４Ｅは、例示の目的で、一実施形態に係る浮遊している捕捉された気泡の一例を示す図である。図４Ｅは、硬化前の液状レジスト３２０にさらに降下させられた（３２５）石英インプリント型板３００の最終位置を示している。画像層３５０および石英基板３１０の上面に設けられた接着層４２は、図３Ａの気体３３０下方の硬化前の液状レジストの融合した液滴を完全に閉じている。一実施形態によれば、気体は、型板トポグラフィの空洞を通って抜けなくなり、浮遊している捕捉された気泡４４０を形成する。
【００３５】
インプリント型板表面張力の制御された増加
図５Ａは、例示の目的で、一実施形態に係るインプリント型板表面張力の制御された増加の一例を示す図である。図５Ａは、その上面に極度疎水性材料層５００が堆積された石英インプリント型板３００を示す。極度疎水性材料層５００は、蒸着または湿性沈着によって堆積された材料、たとえばフルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）を含むことができる。一実施形態によれば、極度疎水性材料層５００の材料は、硬化前の液状レジスト３２０に対して極度疎水性表面の界面接触を提供する。
【００３６】
極度疎水性材料層５００は、たとえば１１１°であるインプリント型板の大きい水接触角５１０を形成する。大きい水接触角を有する極度疎水性表面が非常に低い表面エネルギ３７６を有するため、表面張力３７２が非常に低くなる。一実施形態によれば、低い表面張力３７２は、硬化前の液状レジスト３２０の遅い界面流速３７４を引起す。
【００３７】
石英基板３１０の上面には、画像層３５０および接着層４２０が堆積されている。接着層４２０の疎水性材料表面は、インプリント型板の大きい水接触角５１０よりも小さい基板水接触角５２０、たとえば６４°である基板水接触角を形成する。インプリント型板の大きい水接触角５１０に対して基板の小さい水接触角５２０は、比較的に高い表面エネルギ３６６を生成し、それによって、接着層４２０の表面上に比較的に高い表面張力３６２を生成する。表面張力の差は、接着層４２０の表面に沿った硬化前の液状レジスト３２０の比較的に速い界面流速３６４を生成する。インプリント型板表面張力の制御された減少は、気体３３０を捕捉する可能性を減らし、よって硬化前の液状レジスト３２０に捕捉された気泡を形成する可能性を軽減する。
【００３８】
基板表面張力の制御された優勢
図５Ｂは、例示の目的で、一実施形態に係る基板表面張力の制御された優勢の一例を示す図である。図５Ｂは、石英インプリント型板３００の上面に極度疎水性材料層５００の制御された堆積によって生じた基板表面張力の制御された優勢を示している。画像層３５０と接着層４２０とを有する石英基板構造３１０は、表面張力および付随する流速を維持する。一実施形態によれば、極度疎水性材料層５００は、低い表面エネルギ３７６を有するため、低い表面張力３７２を有する。
【００３９】
低い表面張力３７２は、極度疎水性物質層５００の表面に沿った硬化前の液状レジスト３２０の遅い界面流速３７４を引起す。極度疎水性材料層５００の減少した表面張力３２０に対して、接着層４２０は、比較的に高い表面エネルギ３６６および比較的に高い表面張力３６２を有するため、界面流速３６４がより速くなる。接着層４２０の表面に沿った硬化前の液状レジスト３２０の界面流速３６４が速くなったため、気体３３０の小さい分子（Ｈｅの運動直径が０．２５６ｎｍである）が、石英型板の孔（約０．３ｎｍの直径）を貫通させられる。一実施形態によれば、優勢な基板表面張力５３０は、硬化前の液状レジスト３２０の流速を気体の捕捉をしないように制御する。
【００４０】
硬化前の液状レジストの制御された湿潤
図５Ｃは、例示の目的で、一実施形態に係る硬化前の液状レジストの制御された湿潤の一例を示す図である。図５Ｃは、極度疎水性材料層５００に被覆された石英インプリント型板３００を硬化前の液状レジスト３２０にさらに下降させる（３２５）ときに発生する硬化前の液状レジストの制御された湿潤を示している。一実施形態によれば、極度疎水性材料層５００の表面に沿った界面流速３７４が遅くなったため、硬化前の液状レジスト３２０が下方から隆起した型板トポグラフィの空洞を充填する前に空洞に到達することができなくなる。
【００４１】
接着層４２０の表面に沿った界面流速３６４が速いため、石英基板３１０および画像層３５０の上方の硬化前の液状レジスト３２０の液滴が融合させられる。底部からの界面充填は、気体３３０を通気用空洞５４０に向かって押出す。一実施形態によれば、
底部から極度疎水性材料層５００の表面に沿って流動する硬化前の液状レジスト３２０が空洞に到達するときに、毛管充満作用４１０による空洞の充填が始める。
【００４２】
型板トポグラフィの制御された液状レジスト充填
図５Ｄは、例示の目的で、一実施形態に係る型板トポグラフィの制御された液状レジスト充填の一例を示す図である。図５Ｄは、硬化前の液状レジスト３２０にさらに下降させられ（３２５）、最終位置に下降させられた石英インプリント型板３００および型板上に堆積された極度疎水性材料層５００を示している。画像層３５０と接着層４２０とを含む層状石英基板３１０は、硬化前の液状レジスト３２０からなる連続的塗膜を備える。一実施形態によれば、極度疎水性材料層５００の表面も、硬化前の液状レジスト３２０からなる連続的塗膜を備える。
【００４３】
捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法によって生成された図５Ｂの優勢な基材表面張力５３０は、図３Ａの気体３３０の捕捉を防ぐ。一実施形態によれば、型板トポグラフィの制御された液状レジスト充填は、気泡の捕捉および硬化したレジスト材料中のボイド欠陥の形成を防止し、それによって、ＵＶインプリント工程を用いて製造されたビットパターン媒体（ＢＰＭ）のような積層の品質を向上させる。
【００４４】
表面張力変更処理
図６Ａは、例示の目的で、一実施形態に係る表面張力変更処理の一例を示す図である。図６Ａは、ＵＶインプリント工程において図１の表面化学性質の改質工程（１１０）に係る一実施形態を示す。この実施形態において、工程は、ＢＰＭ（ビットパターン媒体）石英インプリント型板６００から始める。ＢＰＭ石英インプリント型板６００の上面に、フルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）の蒸着（６１０）を行う。
【００４５】
図５Ａの極度疎水性物質層５００は、化合物として以下のようなフルオロアルキルシラン類の極度疎水性材料、たとえば１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリエトキシシランおよび１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロオクチルトリクロロシランなどを含む。フルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）の蒸着または湿性沈着（６１０）によって、フルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）の単層または多層６１５を形成する。一実施形態によれば、フルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）層６１５は、ＦＤＴＳに被覆された石英ＢＰＭプリント型板６２０の表面張力６２５を低く変更する。
【００４６】
石英基板３１０は、接着促進剤層６３４によって被覆される。接着促進剤層６３４は、フルオロアルキルシラン（ＦＤＴＳ）６１５に比べて、表面張力６３６を高く変更する。接着促進剤層に被覆された基板６３０は、たとえばValMat（（登録商標）Molecular Imprints社）とmr-APS1（（登録商標）MicroResist Technology社）などの接着促進剤を含む
ことができる。一実施形態によれば、接着促進剤層に被覆された基板６３０は、たとえば、硬化したレジストパターンの直接エッチング転送に使用されてもよい。
【００４７】
次のステップは、たとえば、インクジェットノズルを用いて硬化前の液状レジストを液滴状で接着促進剤層に被覆された基板６３０の上面に供給する（６４０）ことを含む。続くステップは、液状レジスト６５０の中にインプリント型板を下降させることである。ＦＤＴＳに被覆された石英ＢＰＭプリント型板６２０は、接着促進剤層に被覆された基板６３０の上面にある液状レジストの玉状液滴６５５に下降させられる。この工程は、一実施形態に係る図６Ｂに続く。
【００４８】
表面張力および化学性質を変更した後の液状レジストの湿潤
図６Ｂは、例示の目的で、一実施形態に係る表面張力および化学性質を変更した後の液状レジストの湿潤の一例を示す図である。図６Ｂは、図６Ａに記載の一実施形態に係る工程の続きを示している。図６Ｂは、一実施形態に係るＵＶインプリント工程において、図１の表面化学性質の改質（１１０）によって生じた図３Ａの硬化前の液状レジスト３２０の湿潤結果を示している。
【００４９】
インプリント型板を液状レジストに下降させる（６５０）と、インプリント型板が液体レジストに接触し、液体レジストに湿潤される（６６０）。改質されたＦＤＴＳ被覆の石英型板６２０は、低い表面張力を有するため、表面上におけいる液状レジストの拡散が遅くなる。最初の液状レジストの界面湿潤６６２は、接着促進剤層に被覆された基板６３０の表面において、はるかに速い拡散または湿潤流速を有する。優勢な基板表面張力メニスカス６６４は、一実施形態に係る界面の底面に沿ってより迅速な湿潤を示している。
【００５０】
表面化学性質の改質によって制御された界面流速６７０は、毛管充満作用４１０を促進する。インプリント型板を液状レジストに下降させる動作（６５０）が継続すると、インプリント型板の空洞が毛管充満作用４１０によって底部から上方へ充填されていく。接着促進剤層に被覆された基板６３０によって起因した流速の相対的な増加または加速は、液滴を横方向に流動させ、硬化前の液状レジストの融合を完了させる。ＦＤＴＳに被覆された石英型板６２０によって起因した流速の減少または遅延は、気体３３０が一実施形態に係る石英型板の孔を通って抜けること（５４０）を可能にする。
【００５１】
インプリント型板が最終位置まで下降される（６８０）と、界面の移動が終了する。ＦＤＴＳに被覆された石英型板６２０および接着促進剤層に被覆された基板６３０の表面は、液状レジストに完全に湿潤され、気泡の捕捉が発生しない（６９０）。レジスト表面張力の制御は、捕捉された気泡に起因する潜在的なボイドを生成することなく、硬化前のされた液状レジストの完全湿潤を達成する。一実施形態によれば、このステップの後、ＵＶインプリント工程を行い、ボイド欠陥を生成することなく、レジストを硬化させＢＰＭパターンを基板に転写することができる。
【００５２】
表面張力の制御、プリント型板の設計調整
図７Ａは、例示の目的で、一実施形態に係る表面張力の制御、インプリント型板の設計調整の一例を示す図である。図７Ａは、たとえば設計された空洞幅７００の寸法および空洞高さ７１０の寸法を有するインプリント型板２００を示す。インプリント型板２００の表面化学性質を改質するために使用された極度疎水性材料層５００の堆積は、極度疎水性物質層の厚さ７２０を追加する。このナノ製造構造物は、たとえばナノメートル（ｎｍ）単位を採用する。一実施形態によれば、蒸着による極度疎水性材料の追加堆積は、たとえば数ｎｍから１００ｎｍ範囲の厚さを追加することができる。
【００５３】
インプリント型板２００、極度疎水性材料層５００、図２の基板２２０、図３Ｂの接着層３５２および図３Ａの硬化前の液状レジスト３２０のために選択される材料は、異なってもよい。同様に、材料の厚さまたは用量も異なってもよい。たとえば、図３Ａの硬化前の液状レジスト３２０は、１１０ｎｍ、７０ｎｍ、５０ｎｍ、および３５ｎｍの厚さで供給されてもよい。一実施形態によれば、図３Ａにおいて同一粘度を有する硬化前の液状レジスト材料３２０の流速は、供給された用量によって影響されることができる。
【００５４】
図１において選択された材料の表面化学性質の改質（１１０）および配置厚さは、変動に適応するように調整される。したがって、表面張力制御により追加した厚さは、インプリント型板２００の設計寸法を歪めることがある。一実施形態によれば、表面張力制御により追加した厚さに対応するための、インプリント型板の設計寸法の調整は、配置後元の寸法を達成することができる。
【００５５】
表面張力の変更、インプリント型板のアンダーカット
図７Ｂは、例示の目的で、一実施形態に係る表面張力の変更、インプリント型板のアンダーカットの一例を示している。図７Ｂは、インプリント型板２００のトポグラフィ設計寸法に施されたインプリント型板設計のアンダーカット調整７５０を示している。トポグラフィは、極度疎水性材料層の厚さ寸法７２０に応じてアンダーカットされる。たとえば、図７Ａの設計空洞幅７００の寸法および図７Ａの空洞高さ７１０の寸法は、インプリント型板アンダーカット深さ７４０で調整される。一実施形態によれば、このインプリント型板設計に対する調整は、インプリント型板のトポグラフィを作るときに、そのエッチングにも使用される。
【００５６】
図７Ｃは、例示の目的で、一実施形態に係った最適な表面張力制御変更調整の一例を示す図である。図７Ｃは、最適な表面張力制御変更調整７７０を用いて作られたアンダーカット調整されたインプリント型板７８０を示している。このアンダーカット調整されたインプリント型板７８０は、疎水性材料層５００が堆積された後、オリジナルのインプリント型板設計と同一の空洞幅７００の寸法および空洞高さ７１０の寸法を維持する。一実施形態によれば、オリジナルのインプリント型板の設計寸法は、極度疎水性材料層の厚さ７２０に対する調整によって達成することができる。
【００５７】
最適な表面張力制御変更調整７７０は、オリジナルのインプリント型板の設計寸法を変えることなく、図１の表面化学性質の改質（１１０）を用いて制御の達成を提供する。インプリント型板または基板の表面張力の増減（１２０）変更およびインプリント型板パターンの忠実転写は、一実施形態に係る捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法を用いて達成される。
【００５８】
本発明の原理、実施形態および作業形態は、上記で説明されたが、本発明は、説明した特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。上述の実施形態は、例示であり、限定とは見なされるべきではない。当業者は、特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対しさまざまな変更が可能であることは理解されるべきである。
【００５９】
好ましくは、本明細書に記載されたすべての要素、部品およびステップは、含まれる。当業者にとって明らかであろうのように、これらの要素、部品およびステップのいずれかを他の要素、部品およびステップによって置換えてもよくまたは完全に削除してもよいことは、理解すべきである。
【００６０】
概して、実施形態は、インプリントに捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法を開示している。この方法は、表面張力を変更するために、インプリント型板および基板の界面の化学性質を改質するステップと、硬化前の液状レジストの界面流速を制御するために、界面張力を差別化するステップと、気体の捕捉を低減するおよび硬化したインプリントレジストに捕捉された気泡による欠陥を防止するために、硬化前の液状レジストの界面流速を制御するステップとを備える。
【００６１】
構想
本明細書は、少なくとも以下の構想を開示している。
【００６２】
構想１
インプリントに捕捉される気泡を低減するための表面張力制御方法であって、表面張力を変更するために、インプリント型板および基板の界面の化学性質を改質するステップと、硬化前の液状レジストの界面流速を制御するために、界面張力を差別化するステップと、気体の捕捉を低減するおよび硬化したインプリントレジストに捕捉された気泡による欠陥を防止するために、硬化前の液状レジストの界面流速を制御するステップとを備える。
【００６３】
構想２
構想１の方法において、界面の化学性質の改質は、ＵＶインプリント処理のような処理における気泡捕捉の表面張力メカニズムを変更する。
【００６４】
構想３
構想１または２の方法において、界面の化学性質の改質は、表面張力を低減することによってインプリント型板の界面に沿った硬化前の液状レジストの界面流速を低減するために、インプリント型板およびインプリントの界面に疎水性材料および極度疎水性材料からなる疎水性層の堆積を含む。
【００６５】
構想４
構想３の方法において、疎水性層の堆積は、フルオロアルキルシランの蒸着を含む。
【００６６】
構想５
構想３の方法において、疎水性層の堆積材料は、フルオロアルキルシランおよびペルフルオロデシルトリクロロシランの少なくとも１つを含む。
【００６７】
構想６
構想２の方法において、界面張力を差別化するステップは、基板構造の界面に生成された高い表面エネルギに対して、インプリント型板界面に低い表面エネルギを生成するように構成されている。
【００６８】
構想７
上記いずれかの構想の方法において、硬化前の液状レジストの界面流速の制御は、界面の空隙を充填するインプリント型板の表面に沿った流速によりも基板表面に沿った速い流速を生成するように構成され、よって基板からインプリント型板までの界面ボイドを充填し、石英のようなインプリント型板材料の孔を進入したヘリウム気体のような小さな気体分子を排出させる。
【００６９】
構想８
構想１の方法において、化学性質の改質は、インプリント型板のトポグラフィ表面張力よりも大きい表面張力を生成するために、基板上に接着促進剤の堆積を含む。
【００７０】
構想９
上記いずれかの構想の方法において、化学性質の改質は、基板界面の小さい水接触角に対して、インプリント型板表面により大きい水接触角を生成する。
【００７１】
構想１０
上記いずれかの構想の方法において、界面張力を差別化するステップは、表面張力を低減するために、疎水性材料および極度疎水性材料からなる表面層の堆積と、表面張力を増加するために、親水性材料および極度親水性材料からなる表面層の堆積とを含む。
【００７２】
構想１１
上記いずれかの構想の方法において、方法は、インプリント型板の界面寸法の調整をさらに含み、界面寸法の調整は、完成品インプリントの寸法をインプリント型板界面の所定の調整寸法と一致させるために、表面層の堆積厚さによって界面寸法をアンダーカットするステップを含むように構成される。
【００７３】
構想１２
上記いずれかの構想の方法において、表面張力の制御は、ＵＶ硬化されたレジストのような硬化されたレジストに捕捉された気泡によるボイド欠陥を低減および排除する。
【００７４】
構想１３
装置であって、表面化学性質を改質して硬化前の液状レジストの界面流速を制御することによって、気体の捕捉を低減するために、インプリント型板および基板の各々の界面に堆積させる材料を決定するための手段と、表面化学性質を改質する堆積の厚さを決定するための手段と、予め調整された寸法と一致する完成品インプリントの寸法を形成するために、界面化学性質を改質する堆積の厚さによるアンダーカットを含むインプリント型板の界面寸法を調整するための手段とを含む。
【００７５】
構想１４
構想１３の装置は、表面張力における制御差を生成することによって、対向する基板の改質された表面に沿った界面流速によりもインプリント型板の改質された表面に沿った遅い界面流速を生成するために、対向する界面化学性質改質材料の表面エネルギレベルを決定するための手段をさらに含む。
【００７６】
構想１５
構想１３または１４の装置は、表面張力における制御差を生成するために、表面化学改質材料の堆積厚さを決定するための手段をさらに含む。
【００７７】
構想１６
構想１３、１４または１５の装置は、完全に硬化した完成品インプリントの正味寸法を所定の調整寸法と一致させるために、インプリント型板の界面化学性質の改質堆積を相殺する調整の大きさおよび方向を決定するための手段をさらに含む。
【００７８】
構想１７
表面化学性質が改質されたインプリント界面構造であって、基板界面の表面張力を低減するように構成された接着促進剤疎水性層と、インプリント型板の界面の表面張力を基板上の対向する接着促進剤疎水性層の界面の表面張力レベルより未満に低減するように構成された疎水性層と含む。
【００７９】
構想１８
構想１７の疎水性層は、表面化学性質を改質するために、石英およびシリコンのようなインプリント型板親水性材料の表面エネルギおよび水接触角よりも高い表面エネルギおよび大きい水接触角を有する疎水性材料および極度疎水性材料を含む材料を堆積させることによって疎水性層を形成することをさらに含む。
【００８０】
構想１９
構想１７または１８の接着促進剤層は、疎水性層の表面張力および水接触角よりも小さい表面張力および小さい水接触角を有する材料を堆積させることによって接着促進剤層を形成することをさらに含む。
【００８１】
構想２０
構想１７、１８または１９の表面化学性質が改質されたインプリント界面構造において、疎水性層および接着促進剤層を用いた界面化学性質の改質は、表面張力の差別を生成することによって、インプリント型板の表面に沿った流速によりも基板表面に沿ったインプリント硬化前の液状レジストの速い流速を生成し、気体の捕捉を低減するおよび硬化したインプリントレジストに捕捉された気泡による欠陥を防止する。
【図１】
0006034408.tif 000002
【図２】
0006034408.tif 000003
【図３Ａ】
0006034408.tif 000004
【図３Ｂ】
0006034408.tif 000005
【図４Ａ】
0006034408.tif 000006
【図４Ｂ】
0006034408.tif 000007
【図４Ｃ】
0006034408.tif 000008
【図４Ｄ】
0006034408.tif 000009
【図４Ｅ】
0006034408.tif 000010
【図５Ａ】
0006034408.tif 000011
【図５Ｂ】
0006034408.tif 000012
【図５Ｃ】
0006034408.tif 000013
【図５Ｄ】
0006034408.tif 000014
【図６Ａ】
0006034408.tif 000015
【図６Ｂ】
0006034408.tif 000016
【図７Ａ】
0006034408.tif 000017
【図７Ｂ】
0006034408.tif 000018
【図７Ｃ】
0006034408.tif 000019