(57)【要約】  ナノ成形法は、７ｎｍ未満の特徴サイズを複製するインプリント法を包含する。ナノ成形法は、複製した特徴のエッジ粗さが２ｎｍ未満である。ナノ成形法は、以下の工程：ａ）その上にナノスケール特徴を形成させた第１の基板を形成し；ｂ）少なくとも１種のポリマーを第１の基板へ流し込み；ｃ）少なくとも１種のポリマーを硬化させて鋳型を形成し；ｄ）第１の基板から鋳型を取り外し；ｅ）その上に成形材料を適用した第２の基板を準備し；ｆ）鋳型を第２の基板へ押し付けて成形材料を鋳型の形状と一致させ；ｇ）成形材料を硬化させ；そしてｈ）第１の基板の複製を示す硬化した成形材料を有する鋳型を第２の基板から取り外すことを包含する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッジ粗さが２ｎｍ未満の複製を作製可能なインプリント法を含むナノ成形法。
【請求項２】
インプリント法が、最小側部寸法が７ｎｍ未満の少なくとも１つの特徴を複製可能である、請求項１に記載のナノ成形法。
【請求項３】
物質の山から谷までの表面粗さによって測定した固有の表面粗さが２ｎｍ未満である、請求項１に記載のナノ成形法。
【請求項４】
物質の山から谷までの表面粗さによって測定した固有の表面粗さが２ｎｍ未満である、請求項２に記載のナノ成形法。
【請求項５】
以下の工程：
ａ）その上にナノスケールの特徴を形成させた第１の基板を形成し；
ｂ）少なくとも１種のポリマーを第１の基板へ流し込み；
ｃ）少なくとも１種のポリマーを硬化させて鋳型を形成し；
ｄ）第１の基板から鋳型を取り外し；
ｅ）その上に成形材料を適用した第２の基板を準備し；
ｆ）鋳型を第２の基板へ押し付けて成形材料を鋳型の形状と一致させ；
ｇ）成形材料を硬化させ；
ｈ）第１の基板の複製を示す硬化した成形材料を有する第２の基板から鋳型を取り外す、
ことを含む、請求項１に記載のナノ成形法。
【請求項６】
少なくとも１種のポリマーを流し込む工程及び硬化させる工程が、以下の工程：
ａ）第１のポリマーを第１の基板へ流し込み；
ｂ）第１のポリマーを部分的に硬化させ；
ｃ）第２のポリマーを第１のポリマーへ適用し；
ｄ）第１及び第２のポリマーを硬化させて複合鋳型を形成する、
ことを含む、請求項５に記載のナノ成形法。
【請求項７】
第１のポリマーがｈ−ポリジメチルシロキサンを含む、請求項６に記載のナノ成形法。
【請求項８】
第２のポリマーがｓ−ポリジメチルシロキサンを含む、請求項６に記載のナノ成形法。
【請求項９】
第１の基板が２ｎｍより大きい寸法を有するナノスケールの特徴を有する、請求項５に記載のナノ成形法。
【請求項１０】
寸法が２〜８０ｎｍである、請求項９に記載のナノ成形法。
【請求項１１】
寸法が２〜７ｎｍである、請求項９に記載のナノ成形法。
【請求項１２】
第１の基板を形成する工程が、シリコン・ウエハー上に単層カーボン・ナノチューブを形成することを包含する、請求項５に記載のナノ成形法。
【請求項１３】
成形材料が光硬化性材料を含む、請求項５に記載のナノ成形法。
【請求項１４】
光硬化性材料が、ポリウレタン又はビニル官能性モノマーから成る群より選択される、請求項１３に記載のナノ成形法。
【請求項１５】
複製の寸法を検証する工程を更に含む、請求項５に記載のナノ成形法。
【請求項１６】
検証する工程が：
ａ）第１の基板の垂直寸法を測定し；
ｂ）複製の垂直寸法を測定し；
ｃ）第１の基板及び複製の垂直測定値を比較する、
ことを包含する、請求項１５に記載のナノ成形法。
【請求項１７】
垂直寸法が原子間力顕微鏡法によって測定される、請求項１６に記載のナノ成形法。
【請求項１８】
検証する工程が：
ａ）第１の基板の側部寸法を測定し；
ｂ）複製の側部寸法を測定し；
ｃ）第１の基板及び複製の側部測定値を比較する、
ことを包含する、請求項１５に記載のナノ成形法。
【請求項１９】
側部寸法が透過電子顕微鏡法によって測定される、請求項１８に記載のナノ成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明はナノ成形法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
ｎｍの寸法を有する構造を加工するための新規技術は、ナノ科学及び技術の進歩に非常に重要である。より小さな電子機器及び生物学的解析装置に対する要求が増すにしたがい、そのような機器を作製するために加工方法を改善する必要性が生じている。この方法は、電子、磁気、機械、及び光学機器、並びに生物学的及び化学的解析機器の製造に利用することができる。この方法を用いて、例えば、超小型回路の特徴及び構造、並びに光導波路及び部品の構造及び動作特徴を規定することができる。
【０００３】
これらの方法は、半導体産業に重大な役割を果たすこともでき、実用限界によって４５ｎｍ未満のサイズの解像に到達できない慣用の投影フォトリソグラフィに取って代わるものである。投影フォトリソグラフィは特徴をパターン化する方法であり、フォトレジストの薄層を基板表面に適用し、レジストの選択した部分を光のパターンに露光させる。次に、エッチングなどの更なる処理のためにレジストを現像し、露光させた基板の所望のパターンを露呈させる。この方法の困難性は、レジスト及び基板内で散乱する光の波長、並びにレジストの厚さ及び特性によって解像が制限されることである。その結果、投影フォトリソグラフィは、１００ｎｍ未満の特徴サイズの経済的な作製に利用できない。
【０００４】
ｅ−ビーム、ディップペン、及びナノインプリント技術を含めた次世代リソグラフィ（ＮＧＬ）法が探索されつつある。ｅ−ビーム法は、レジストと呼ばれるポリマーのパターンを作製し、短波長ＵＶ照射又は電子ビームに基づいたマイクロリソグラフィを用いることを包含する。露光から画像照射までのポリマーの溶解性の変化によりパターンが形成され、溶媒を使用して一部のポリマーフィルムを除去する。しかしながら、これらの技術を用いて長さ１００ｎｍ未満のスケールで大規模に商業的に特徴を作製するには費用がかかり、非常に特別な画像ツール及び材料を用いることによって実施できるものである。
【０００５】
ＮＧＬ技術の中で、特徴を薄いポリマーフィルムにインプリントするために鋳型を使用するものはかなり注目されている。フォトリソグラフ技術に関連した境界の明瞭な光学はそれらの解像度を正確に特定できるが、ナノ成形に基づいたＮＧＬの解像限界は究明することが非常に困難である。成形法を支配する不特定ポリマーの物理学、及び長さ５ｎｍ未満の解像度を評価するための信頼できる手段の欠如が最新技術のいくつかの限界を表している。
【０００６】
したがって、上で概説した問題を解決し、側部寸法及び垂直寸法が１０ｎｍ未満のレリーフ構造の作製に利用できるナノ成形法に関する分野において必要性が存在する。その方法によって作製された部分について寸法の検証を可能にする方法の分野における必要性も存在する。
【発明の開示】
【０００７】
発明の概要
ナノ成形法には、７ｎｍ未満の特徴サイズを複製するインプリント法が含まれる。ナノ成形法のエッジ粗さは、複製された特徴が２ｎｍ未満である。ナノ成形法には、以下の工程：ａ）その上にナノスケールの特徴を形成させた第１の基板を形成し；ｂ）少なくとも１種のポリマーを第１の基板へ流し込み；ｃ）少なくとも１種のポリマーを硬化させて鋳型を形成し；ｄ）第１の基板から鋳型を取り外し；ｅ）その上に成形材料を適用した第２の基板を準備し；ｆ）鋳型を第２の基板へ押し付けて成形材料を鋳型の形状と一致させ；ｇ）成形材料を硬化させ；そしてｈ）第１の基板の複製を示す硬化した成形材料を有する第２の基板から鋳型を取り外す、ことが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
好ましい態様の詳細な説明
図１に本発明のナノ成形法を図示する。本方法には、以下の工程：ａ）その上にナノスケールの特徴を形成させた第１の基板を形成し；ｂ）少なくとも１種のポリマーを第１の基板へ流し込み；ｃ）少なくとも１種のポリマーを硬化させて鋳型を形成し；ｄ）第１の基板から鋳型を取り外し；ｅ）その上に成形材料を適用した第２の基板を準備し；ｆ）鋳型を第２の基板へ押し付けて成形材料を鋳型の形状と一致させ；ｇ）成形材料を硬化させ；そしてｈ）第１の基板の複製を示す硬化した成形材料を有する第２の基板から鋳型を取り外す、ことが含まれる。
【０００９】
本発明の好ましい側面では、第１の基板は、その上に単層カーボン・ナノチューブ（ＳＷＮＴ）を形成したシリコン・ウエハーである。シリコン・ウエハーは、ＳＷＮＴの接着及び形成を促進させるために、その上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層を含むことができる。第１の基板は、ｅ−ビームリソグラフィ、Ｘ線リソグラフィによって作られた鋳型や、プラスチックシート上の生体物質のような他の材料を含むこともできる。第１の基板は、ナノ鋳型を構築できる鋳型として役立つ直径の小さいＳＷＮＴの高品質サブ単層を含むことが好ましい。チューブの円筒横断面及び高アスペクト比、何ミクロンもの長さにわたるそれらの寸法の原子スケールでの均一性、それらの化学的不活性、及びさまざまな基板上の広い領域にわたって大量にそれらを成長又は堆積させる能力が、本発明の方法におけるＳＷＮＴの使用を好適にする。
【００１０】
ＳＷＮＴは、比較的高濃度のフェリチン触媒を用いたメタンベースの化学気相堆積により形成することができる。形成されたＳＷＮＴの直径は０．５〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍであり、ＳｉＯ２／Ｓｉウエハー上に１〜１０チューブ／ｍ２の被覆を有することができる。連続した範囲のチューブの直径と、比較的高いがサブ単層の被覆により、チューブは解像度又は寸法限界の評価に関して理想的である。ＳＷＮＴの円筒形状により、高さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定することによって寸法を簡便に特徴付けることができる。ＳＷＮＴは、以下に詳細に考察するように、硬化したポリマー鋳型をはがすときに除去されることを妨げるのに十分な強度でＳＷＮＴを基板へ結合させるファン・デル・ワールス接着力によってＳｉＯ２／Ｓｉウエハーに結合している。広範な領域でＳＷＮＴにポリマー残基がなく、第１の基板に形成された微細な解像の特徴の複製を可能にすることが好ましい。ポリマー残基がないということは鋳型が原版を汚染しなかったことを表しており、したがって、鋳型の特徴は正確な複製によるものであり材料破壊ではないことを表している。場合により、第１の基板に形成されたＳＷＮＴは、第１の基板の鋳型を形成するために使用されるポリマーの接着を妨げる離型剤として作用するように、その上に適用したシラン層を含むことができる。
【００１１】
第１の基板を形成後、少なくとも１種のポリマーを第１の基板へ流し込んで硬化させ、鋳型を形成する。本発明の好ましい側面では、鋳型は、複数のポリマー層を有する複合鋳型である。第１の基板に適用した第１層は、比較的弾性係数が高い（〜１０ＭＰａ）、ポリジメチルシロキサンに基づいたエラストマーである（ｈ−ＰＤＭＳ）。ｈ−ＰＤＭＳは、ビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン、１，３，５，７−テトラビニル-１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、及び白金触媒を混合することによって調製することが好ましい。次に、メチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンを加えて混合し、ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物を形成する。ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物は、第１の基板上でｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物を回転成型するか、あるいは堆積させることによって成型することができる。ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物は、ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物のビニル基を交差してＳｉＨ結合の付加を誘発し、ＳｉＣＨ２−ＣＨ２−Ｓｉ結合（ヒドロシリル化としても知られる）を形成する白金触媒によって部分的に硬化する。ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物内の塩基及び架橋オリゴマー上の複数の反応部位は、結合した原子間の相対運動を禁じる３次元架橋を可能にする。ｈ−ＰＤＭＳのプレポリマー混合物の低粘度（室温で〜１０００ｃＰ）とシリコーン骨格の一致により、微細な特徴の複製を可能にする。
【００１２】
次に第２のポリマーを、部分的に硬化したｈ−ＰＤＭＳ層の背面に適用する。物理的に固く、弾性係数が低いＰＤＭＳ（ｓ−ＰＤＭＳ）層を、部分的に硬化したｈ−ＰＤＭＳ層へ適用し、鋳型を扱いやすくすることが好ましい。本発明の好ましい側面では、ｓ−ＰＤＭＳはダウコーニング社から市販されているＳｙｌｇａｒｄ  １８４である。ｓ−ＰＤＭＳ層を適用後、第１の基板上の複数の層のポリマーを完全に硬化させ、複合鋳型を形成することができる。
【００１３】
鋳型を形成後、成形材料を第２の基板へ適用し、そこへ鋳型を押し付け、成形材料を鋳型の形状に一致させる。第２の基板は、第１の基板に関して先に記載したように、ＳｉＯ２／Ｓｉウエハーであることが好ましい。ウエハー、プラスチックフィルム、ガラスプレート、又は基板としての作用に好適な他の材料を含めた他の材料を使用することもできる。
【００１４】
成形材料は、プレポリマー、モノマー、又は複合鋳型を成形可能なポリマーであり得、解析に必要な特徴を有する。成形材料はポリウレタンプレポリマー（ＰＵ）であることが好ましく、更により好ましくは光硬化可能な又は紫外線硬化可能なＰＵポリマーである。更に、成形材料は、ＴＥＭ画像で解析可能なポリアクリル酸（ＰＡＡ）でもよい。ＰＵの形成には、プレポリマー、鎖延長剤、触媒、及び接着促進剤が含まれることが好ましい。鋳型をこの層へ軽く押し付けることにより、液体ＰＵプレポリマーが流れて鋳型上のレリーフの特徴と一致する。透明な鋳型に光を軽く透過させることにより、ＰＵを鎖延長や架橋させ、ショアＤ硬度６０の範囲のＰＵセットを生ずる。成形材料を硬化後、鋳型を取り外すと、第１の基板に形成された特徴の複製を示す。
【００１５】
ＰＵ表面を直接ＡＦＭによって特徴付けると、原子スケールの精度で、インプリントされたレリーフの垂直寸法が明らかになる。上で概説したように、本発明の方法によって他の硬化技術も使用できるが、硬化は光硬化が好ましい。
【００１６】
図２は、第１の基板に適用されたＳＷＮＴ、及び第１の基板又は原版に由来する単一の鋳型でインプリントされた３つの異なるＰＵ構造の対応する領域のＡＦＭ画像を示す。質的に、データは、本発明の方法が、複数回のインプリントサイクルであっても、ＳＷＮＴに関連したナノスケールの特徴を正確に再生することを示している。Ｙ型のＳＷＮＴ接合は、第１の基板上のより小さなチューブ断片とともに、それぞれのＰＵサンプルにおいて全て視認できる。「Ｙ」構造の左下部から集めたライン走査（図２の挿入図）は、インプリントされたレリーフの特徴が原版と同様の高さを有することを示している。これらの特徴の横断面形状におけるみかけのひずみのいくつかは、成形されたＰＵの表面粗さに関連したＡＦＭ人工物が原因であり得る。この粗さの二乗平均平方根の振幅（ＡＦＭによって評価）は、複製１が０．３７ｎｍ、複製２及び複製３が０．４ｎｍである。この粗さに関連した、山から谷までの最大高さの変化は〜１．５ｎｍの範囲である。
【００１７】
ＡＦＭによって得た画像のみが、レリーフの特徴の高さを正確に明らかにする。透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）は幅を測定することができる。ポリアクリル酸（ＰＡＡ）はＴＥＭ解析に関して定評のあるポリマーであるため、この目的のためにＰＵでなくＰＡＡをインプリントした。図３Ａは、図２の結果に関して用いたものと同一のＰＤＭＳ鋳型によってインプリントされたＰＡＡ層のＡＦＭ画像を示しており、同一領域を評価している。複製の忠実性、特徴の高さ、表面粗さ、及び他の特性は、ＰＵで観察されたものと同様である。Ｐｔ／Ｃ（ＴＥＭにコントラストを与えるため）、次いでＣ（垂直入射でＰｔに構造的支持を与えるため）をインプリントされたＰＡＡ上に堆積させ（ＰＡＡの表面に対して３０°で）、その後ＰＡＡを水で溶解させることにより、レリーフ構造のＰｔ／Ｃ膜複製を作製する。比較のため、類似のＰｔ／Ｃ複製を、ＳｉＯ２層（２％ＨＦ水溶液を用いて）をエッチングし、複製を剥がすことによってＳＷＮＴ原版から調製した。図３は、２種類の複製のＴＥＭ画像を示す。チューブの特徴に沿った暗い縞と明るい縞は、それぞれ金属の積層及び影の領域を表す。最も暗い領域と最も明るい領域との分離により、近似的に特徴の幅を規定する。分離は、目的レリーフ特徴の一直線の長さ（５０ｎｍ）に対して平均化した画像のライン走査を解析することによって測定した。インプリントされたＰＡＡ及びＳＷＮＴ原版からこのようにして決定されたプロファイルは類似の形状を示す。いずれの場合も、〜３ｎｍから〜１０ｎｍの範囲の幅が観察された。少なくとも部分的に、Ｐｔ／Ｃのみかけの粒度（〜１ｎｍ）により、３ｎｍ以下の幅を測定することは困難であった。複製のＴＥＭデータは原版の寸法及び横断面形状と一致する。
【００１８】
図２〜４に提示したＡＦＭ及びＴＥＭ画像から、原版上の直径が２．５ｎｍより大きいＳＷＮＴは、複製物において連続して複製された特徴として確実に現れることは明らかである。しかしながら、これらの特徴の高さは、原版上のＳＷＮＴの高さにほぼ等しい最大値から、山から谷までの表面粗さに匹敵する値まで低下したこの高さに匹敵する最小値まで、その長さに沿ってさまざまである。粗さは、解像度を制限する高分子物理学において役割を果たし、また高分子物理学を示すものである。
【００１９】
エッジ粗さ及び山から谷までの粗さを含めた粗さは、図４に見られるように、直径＜２ｎｍのＳＷＮＴに関連したレリーフ特徴のＡＦＭ画像においてみられ始める割れ目（break）又は明らかに欠落した部分の発生の一因となる。本発明の好ましい側面では、エッジ粗さ及び表面粗さは２ｎｍ未満である。直径１〜２ｎｍのＳＷＮＴでは、これらの割れ目は、インプリントされた構造の全長の実質的な破片（fraction）を表す。１ｎｍ以下では、図４Ａに示すように、複製された構造の小さな破片のみが視認できる。しかしながら、図４Ｂに示すように、〜１ｎｍスケールであっても、特徴の長さに沿って集められたＡＦＭラインの切れ目（cut）を平均化することによって複製されたレリーフを依然として同定可能である。図４Ａ〜Ｅに示すように、解像限界は、位置で平均化したレリーフ高さ置をＳＷＮＴ直径の関数としてプロットすることによって要約することができる。最終解像度は、プレポリマー（ＰＤＭＳ、ＰＵ、又はＰＡＡ）の、表面（原版又はＰＤＭＳ鋳型）に一致する能力、及びポリマー（ＰＤＭＳ、ＰＵ、又はＰＡＡ）の、成形された形状を保持する能力と相関する。３つのデータは、ＰＤＭＳ鋳型が解像度を制限することを示唆している。第１に、図４Ｆ〜Ｈに示す成形されたレリーフ特徴の割れ目は、具体的に複数の成形サイクルにおいて同一位置で生ずる。第２に、異種ポリマー（即ちＰＵ及びＰＡＡ）にインプリントされた構造は、類似の表面粗さ及びレリーフ高さの分布を有する。第３に、裸のフッ素化ＳｉＯ２／Ｓｉウエハーに対して成形されたＰＵは、これら同一ウエハーに由来する平らなＰＤＭＳ鋳型を用いて作製したものよりも小さい表面粗さ（０．１９ｎｍ）を生ずる。
【００２０】
非常に解像度が高い特徴では、複製の解像限界に影響を及ぼす少なくとも２つの重要な長さスケールが存在する：（ｉ）ｈ−ＰＤＭＳではおよそ〜１ｎｍである架橋間の平均距離、及び（ｉｉ）０．２ｎｍの範囲である化学結合の長さ。異なるＰＤＭＳポリマーを用いた特徴に関する上記長さスケールの相関及び解像限界を表１に提示する。観察された粗さ及び解像限界を、ＰＤＭＳの特定分子特徴に帰属させることは困難であるが、架橋密度は臨界パラメータであると思われる。架橋間の平均分子量（Ｍｃ）及び架橋間の距離（Ｄ）を、サンプルをトルエン中で膨潤させ、フローリー・ハギンス理論を適用することによって測定した。表１は、ｈ−ＰＤＭＳ、この材料の低架橋密度型（ｈｌ−ＰＤＭＳ）、及び市販の低弾性ＰＤＭＳ（ｓ−ＰＤＭＳ）に関するＭｃ値及びＤ値、並びに実験的解像限界及び粗さのパラメータを要約する。これら３種の材料は、解像度と架橋密度とのあいだに定性的相関を示す。それらは、解像度と粗さが関連していることも示している；いずれもポリマー鎖の一致及び架橋ポリマーが成形形状を保持する能力に影響される。ｈ−ＰＤＭＳにおいて架橋数を増加させることによって解像度を向上させる試みは、得られた材料がＳＷＮＴ第１基板にくっつく傾向によって失敗した。
【００２１】
【表１】
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【実施例】
【００２２】
以下の実施例の手順を用いて、ナノ成形された品を作製した。これらを図２〜４において解析して示す。
カーボン・ナノチューブ原版の調製：  １００ｎｍの厚いＳｉＯ２層（熱成長させた）を有するシリコン・ウエハーは、基板にＳＷＮＴを成長させた。脱イオン水にて容量比１：１０００で希釈したフェリチン触媒（アルドリッチ）をウエハー上に成形した。次にこのウエハーを直ちに石英管炉中に８００℃にて２分間置いた後、水素ガスを用いて９００℃にて１分間浄化した。石英管を通してメタン（５００ｃｍ３／秒（ｓｃｃｍ））及び水素（７５ｓｃｃｍ）を９００℃にて１０分間流すことにより、ＳＷＮＴを成長させた。
【００２３】
鋳型の形成：  ＳＷＮＴ／ＳｉＯ２／Ｓｉ原版を、１００μＬの（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）−１−トリクロロシラン（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈ）とともに真空チャンバーに２時間入れた。得られたシラン層（単層又はサブ単層の被覆が予想される）は、ＰＤＭＳと裸のＳｉＯ２との接着を防ぐ。ｈ−ＰＤＭＳ（ゲレスト社）は以下のようにして調製した：３．４ｇの（７〜８％ビニルメチルシロキサン）（ジメチルシロキサン）、１００μｇの（１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン）、及び５０μｇの白金触媒を混合し、真空チャンバーに５分間入れた。次に１ｇの（２５〜３０％メチルヒドロシロキサン）（ジメチルシロキサン）を加え、混合し、次いで得られたサンプルを真空中に再度５分間入れた。このプレポリマー混合物を、ＳＷＮＴ原版上に１０００ｒｐｍで４０秒間回転成形させ、次に６５℃で４分間焼成させた。次に塩基及び硬化剤を１０：１の比で混合することによって調製したｓ−ＰＤＭＳ（Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４、ダウコーニング）をｈ−ＰＤＭＳ上に注いだ。６５℃で２時間焼成することによってポリマーの硬化を完了させた。典型的な厚さは、ｈ−ＰＤＭＳで１０μｍ、ｓ−ＰＤＭＳで３ｍｍであった。
【００２４】
成形材料：  ポリウレタン（ＰＵ）（ＮＯＡ７３、ノーランドプロダクツ）をＳｉＯ２／Ｓｉウエハー上に９０００ｒｐｍで４０秒間回転成形した。鋳型をこの薄いフィルム上に置き、接触面での良好な湿潤を確保するように穏やかに押した。鋳型を通してＰＵに紫外線（３５０〜３８０ｎｍ；長波紫外線ランプ、ＵＶＰ）を約１９ｍｗ／ｃｍ２にて１時間曝露させてＰＵを硬化させ、フィルムを固化させた。
【００２５】
測定解析：  ＳＷＮＴ原版及びインプリントされたＰＵ構造の特徴付けを、ＡＦＭ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ３１００、デジタルインスツルメンツ）及びＴＥＭ（フィリップスＣＭ２００、ＦＥＩ）によって行った。金属で陰影を付けた複製のＴＥＭ写真を１２０ｋＶで撮影した。ＡＦＭ測定は、ＢｕｄｇｅｔＳｅｎｓｏｒｓのチップ（ＢＳ−Ｔａｐ３００Ａ１）を用いてタッピングモードで実行した。チップの共鳴周波数は３００ｋＨｚであった。
【００２６】
ＴＥＭサンプルの調製：  ポリアクリル酸（ＰＡＡ）のメタノール溶液（３０重量％）数滴をＰＤＭＳ鋳型上に置いた。メタノールが蒸発するまで、サンプルをこの配置で外気中に放置した（典型的には〜１０時間で十分であった）。次に、インプリントされたナノ構造をＰＡＡ表面上に残しながらＰＡＡフィルムを剥がした。サンプルを熱蒸発器真空チャンバーに入れた。Ｐｔ／Ｃ源を仰角３０°でサンプル上に置いた。数ｎｍのＰｔ／Ｃをサンプル上に堆積させた。その後、厚さ〜１０ｎｍのカーボンフィルムを法線入射でサンプル上に蒸着させた。ＰＡＡが溶解するまでサンプルをＤＩ水中に数時間浸した。次にＰｔ／Ｃ及びカーボンフィルムを水面に浮かべた。それらは、ＴＥＭ銅メッシュによって後で回収した。
【００２７】
本発明は説明に役立つ方法で記載されており、用いた用語は限定するためでなく説明するためのものであることを意図することが理解されるべきである。
上記技術に照らして、本発明の多くの改変及び変形が可能である。したがって、添付の特許請求の範囲内で、具体的に記載した以外に本発明を実施できることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図1は、本発明のナノ成形法を図示している。
【図２】図２（Ａ〜Ｄ）は、第１の基板の単層カーボン・チューブの原子間力顕微鏡画像（Ａ）、及び本発明の方法によって作製された３つの別の複製である（Ｂ〜Ｄ）。
【図３】図３（Ａ〜Ｃ）は、本発明の方法によって形成された複製の原子間力顕微鏡画像（Ａ）、並びに２つの透過電子顕微鏡画像、即ち本発明の方法によって形成された複製の１つの画像（Ｂ）、及び第１の基板の単層カーボン・チューブの画像（Ｃ）を含む。
【図４−１】図４（Ａ〜Ｂ）は、直径２、１．３、及び０．９ｎｍの個々のカーボン・ナノチューブに関連した成形材料に形成された特徴の高さのグラフ（Ａ）、並びに単層カーボン・ナノチューブの直径の関数として、複製上の特徴の長さで平均化した高さのグラフ（Ｂ）を含む。
【図４−２】図４（Ｃ〜Ｈ）は、直径２、１．３、及び０．９ｎｍの個々のカーボン・ナノチューブの原子間力顕微鏡画像（Ｃ〜Ｅ）、並びに直径２、１．３、及び０．９ｎｍの個々のカーボン・ナノチューブに関連した複製の原子間力顕微鏡画像（Ｆ〜Ｈ）を含む。
【図１】
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【図４−１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−２】
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