(57)【要約】５００μｍ未満の横寸法を達成することができ、また広く様々な基板、エッチング剤および形状に適用可能である、エッチレジストによる低コストの基板パターン形成方法が求められている。本発明は、有機アミンを含む分子レジスト組成物、この分子レジスト組成物を使用した基板上のフィーチャ形成方法、およびそれにより調製される加工製品を対象とする。本発明の方法によって形成されるフィーチャは、横寸法５００μｍ未満を有し、費用効果的、効率的かつ再現性のある方法であらゆる種類の表面にパターン形成することを可能にする。
2011520284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のパターン形成方法であって、
有機アミンを含む分子レジスト組成物を、基板上に配置するステップであり、
その場合、該有機アミンが、少なくとも１つの約５００μｍ以下の横寸法を有するパターンとして、非共有結合相互作用によって該基板に接着しているステップ；および
該パターンによって被覆されない該基板の部分を反応させて、その上にフィーチャを形成するステップであり、その場合、該フィーチャが、該パターンによって画定される横寸法を有するステップ、
を含み、方法。
【請求項２】
前記配置するステップの前に、前記基板の領域上に一次パターンを形成するステップをさらに含み、この場合、前記一次パターンが、前記パターンの前記少なくとも１つの横寸法を画定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一次パターンが、自己組織化単層形成性化学種を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記形成するステップが、前記基板を、その中に少なくとも１つの圧痕を含む表面を有するスタンプと接触させるステップを含み、この場合、該接触させるステップが、自己組織化単層形成性化学種を該スタンプ表面から前記基板に転写して、その基板上に、該少なくとも１つの圧痕によって画定される横寸法を有する一次パターンを形成する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記反応させるステップが、エッチングするステップを含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記パターンが、約５ｎｍ〜約５μｍの高さを有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記分子レジスト組成物が、溶媒をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記溶媒が、１００℃未満の沸点を有する第１の溶媒、および１００℃以上の沸点を有する少なくとも１種の第２の溶媒を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記基板が、金属表面を備える、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記基板が、ガラス、プラスチック、セラミックス、ポリマー、第２の金属およびこれらの組合せから選択される材料を覆う金属表面層を備えたコンポジット基板である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機アミンが、約３００ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲にある少なくとも１つの波長について約５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル吸光係数を有する、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記分子レジスト組成物が、約２，０００Ｄａ以上の分子量を有するいずれの成分も含まない、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記有機アミンが、式Ｉの構造：
【化３６】
2011520284.tif 000039
（式中、
ＡおよびＣは、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から独立に選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍは１〜３の整数である）を有し、またはその塩であり、
式Ｉの前記有機アミンには、Ａ、ＢおよびＣの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記有機アミンが、式ＩＩの構造：
【化３７】
2011520284.tif 000040
（式中、
ＡおよびＣは、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から独立に選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
ＢおよびＢ１は独立に、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍおよびｎは独立に、１〜３の整数である）を有し、またはその塩であり、
式ＩＩの前記有機アミンには、Ａ、Ｂ、Ｂ１およびＣの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記有機アミンが、式Ｖの構造：
【化３８】
2011520284.tif 000041
（式中、
環系ＡおよびＣは独立に、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜１４員環系であり、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基であり、
Ｒ１とＲ３、もしくはＲ１とＲ５は、水素であり、または場合によって結合して、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜７員環系を形成し、
Ｒ１とＲ２、もしくはＲ１とＲ４は独立に、水素であり、または場合によって結合して二重結合を形成し、またはＲ１は、場合によって不在であり、
Ｒ２は、場合によって環Ａの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ２は、場合によって不在であり、
Ｒ４は、場合によって環Ｃの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ４は、場合によって不在であり、
Ａｒ１は、フェニル、ナフチルまたは芳香族複素環（これらのいずれも、場合によって置換されている）から選択される）を有し、またはその塩であり、
式Ｖの前記有機アミンには、Ａｒ１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、環系Ａ、環系Ｃ、およびＢの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記有機アミンが、式ＶＩの構造：
【化３９】
2011520284.tif 000042
（式中、
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５およびＲ５６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ５７、Ｒ５８およびＲ５９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｒ６０は、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルである）を有し、またはその塩である、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記有機アミンが、式ＶＩＩの構造：
【化４０】
2011520284.tif 000043
（式中、
Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４、Ｒ６５およびＲ６６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ６７、Ｒ６８およびＲ６９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｘ−は、一価アニオンである）を有し、またはその塩である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機アミンが、アシッドブルー２５、アシッドブルー２９、アシッドブルー４０、アシッドブルー４５、アシッドブルー８０、アシッドブルー９２、アシッドブルー１１９、アシッドブルー１２０、アシッドブルー１２９、アシッドブラック２４、アシッドブラック４８、酸性フクシン、塩基性フクシン、ニューフクシン、アシッドグリーン２５、アシッドグリーン２７、アシッドオレンジ８、アシッドオレンジ５１、アシッドオレンジ６３、アシッドオレンジ７４、アシッドレッド１、アシッドレッド４、アシッドレッド８、アシッドレッド３７、アシッドレッド８８、アシッドレッド９７、アシッドレッド１１４、アシッドレッド１５１、アシッドレッド１８３、アシッドレッド１８３、メチルバイオレット、メチルバイオレットＢ、メチルバイオレット２Ｂ、エチルバイオレット、アシッドバイオレット、アシッドバイオレット１、アシッドバイオレット５、アシッドバイオレット６、アシッドバイオレット７、アシッドバイオレット９、アシッドバイオレット１７、アシッドバイオレット２０、アシッドバイオレット３０、アシッドバイオレット３４、アシッドアリザリンバイオレットＮ、アシッドイエロー１４、アシッドイエロー１７、アシッドイエロー２５、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー７６、アシッドイエロー９９、ベーシックバイオレット１、ベーシックバイオレット３、ベンジルバイオレット４Ｂ、Ｃｏｏｍａｓｓｉｅ（登録商標）バイオレットＲ２００、クリスタルバイオレット、ロイコクリスタルバイオレット、レゾルシンクリスタルバイオレット、クリスタルバイオレットラクトン、ダイレクトバイオレット１７、ダイレクトバイオレット３８、ダイレクトバイオレット５１、ファストバイオレットＢ、ゲンチアンバイオレット、パラローズアニリン塩基、クレゾールフタレインコンプレキソン、クレシルバイオレットアセテート、クレシルバイオレットパークロレート、クレシルバイオレットパークロレート、ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット−ホルマザン、メチレンバイオレット３ＲＡＸ、ピオクタニンブルー、ピロカテコールバイオレット、レマゾールブリリアントバイオレット５Ｒ、ローダミンＢ、テトラゾリウムバイオレット、ビオラミンＲ、ファストレッドバイオレット１Ｂ塩基、塩化ヨードニトロテトラゾリウム、ロイコパテントブルーバイオレット、チオニンアセテート、カルコミンバイオレットＮ、ディスパースバイオレット１３、ディスパースバイオレット１７、ディスパースバイオレット２８、フェノールバイオレット、ポンタクロームバイオレットＳＷ、反応性バイオレット５、バットバイオレット１、ウールバイオレット、エリオクロームバイオレット５Ｂ、オメガクロームダークバイオレットＤ、ロイコマラカイトグリーン、ならびにこれらの塩およびイオノマー、ならびにこれらの組合せから選択される化合物である、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の方法によって調製した製品。
【請求項２０】
基板のパターン形成方法であって、
基板を、少なくとも１つの圧痕を含む表面を有するスタンプと接触させて、前記基板上に、その少なくとも１つの圧痕により画定される第一のパターンをもたらすステップ；
該基板上に、有機アミンを含む分子レジスト組成物を配置するステップであり、該有機アミンが、該第一のパターンによって被覆されない基板の領域に非共有結合相互作用によって接着するステップ；および
該第一のパターンによって被覆された基板の領域をエッチングして、その上にフィーチャを形成するステップ
を含む、方法。
【請求項２１】
約０．０１重量％〜約５重量％の濃度における有機アミン；
約８０重量％以上の濃度における、沸点１００℃未満の第１の溶媒；
約１５重量％以下の濃度における、沸点１００℃以上の少なくとも１種の第２の溶媒；
場合により界面活性剤もしくは安定剤；
から本質的になる分子レジスト組成物。
【請求項２２】
前記有機アミンが、式Ｉの構造：
【化４１】
2011520284.tif 000044
（式中、
ＡおよびＣは、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から独立に選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍは１〜３の整数である）を有し、またはその塩であり、
式Ｉの該構造には、Ａ、ＢおよびＣの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる、請求項２１に記載の分子レジスト組成物。
【請求項２３】
前記有機アミンが、式Ｖの構造：
【化４２】
2011520284.tif 000045
（式中、
環系ＡおよびＣは独立に、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜１４員環系であり、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基であり、
Ｒ１とＲ３、もしくはＲ１とＲ５は、水素であり、または場合によって結合して、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜７員環系を形成し、
Ｒ１とＲ２、もしくはＲ１とＲ４は独立に、水素であり、または場合によって結合して二重結合を形成し、またはＲ１は、場合によって不在であり、
Ｒ２は、場合によって環Ａの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ２は、場合によって不在であり、
Ｒ４は、場合によって環Ｃの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ４は、場合によって不在であり、
Ａｒ１は、フェニル、ナフチルまたは芳香族複素環（これらのいずれも、場合によって置換されている）から選択される）を有し、またはその塩であり、
式Ｖの該構造には、Ａｒ１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、環系Ａ、環系Ｃ、およびＢの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる、請求項２１に記載の分子レジスト組成物。
【請求項２４】
前記有機アミンが、式ＶＩの構造：
【化４３】
2011520284.tif 000046
（式中、
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５およびＲ５６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ５７、Ｒ５８およびＲ５９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｒ６９は、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルである）を有し、またはその塩である、請求項２１に記載の分子レジスト組成物。
【請求項２５】
前記有機アミンが、式ＶＩＩの構造：
【化４４】
2011520284.tif 000047
（式中、
Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４、Ｒ６５およびＲ６６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ６７、Ｒ６８およびＲ６９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｘ−は、一価アニオンである）を有し、またはその塩である、請求項２１に記載の分子レジスト組成物。
【請求項２６】
前記有機アミンが、アシッドブルー２５、アシッドブルー２９、アシッドブルー４０、アシッドブルー４５、アシッドブルー８０、アシッドブルー９２、アシッドブルー１１９、アシッドブルー１２０、アシッドブルー１２９、アシッドブラック２４、アシッドブラック４８、酸性フクシン、塩基性フクシン、ニューフクシン、アシッドグリーン２５、アシッドグリーン２７、アシッドオレンジ８、アシッドオレンジ５１、アシッドオレンジ６３、アシッドオレンジ７４、アシッドレッド１、アシッドレッド４、アシッドレッド８、アシッドレッド３７、アシッドレッド８８、アシッドレッド９７、アシッドレッド１１４、アシッドレッド１５１、アシッドレッド１８３、アシッドレッド１８３、メチルバイオレット、メチルバイオレットＢ、メチルバイオレット２Ｂ、エチルバイオレット、アシッドバイオレット、アシッドバイオレット１、アシッドバイオレット５、アシッドバイオレット６、アシッドバイオレット７、アシッドバイオレット９、アシッドバイオレット１７、アシッドバイオレット２０、アシッドバイオレット３０、アシッドバイオレット３４、アシッドアリザリンバイオレットＮ、アシッドイエロー１４、アシッドイエロー１７、アシッドイエロー２５、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー７６、アシッドイエロー９９、ベーシックバイオレット１、ベーシックバイオレット３、ベンジルバイオレット４Ｂ、Ｃｏｏｍａｓｓｉｅ（登録商標）バイオレットＲ２００、クリスタルバイオレット、ロイコクリスタルバイオレット、レゾルシンクリスタルバイオレット、クリスタルバイオレットラクトン、ダイレクトバイオレット１７、ダイレクトバイオレット３８、ダイレクトバイオレット５１、ファストバイオレットＢ、ゲンチアンバイオレット、パラローズアニリン塩基、クレゾールフタレインコンプレキソン、クレシルバイオレットアセテート、クレシルバイオレットパークロレート、クレシルバイオレットパークロレート、ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット−ホルマザン、メチレンバイオレット３ＲＡＸ、ピオクタニンブルー、ピロカテコールバイオレット、レマゾールブリリアントバイオレット５Ｒ、ローダミンＢ、テトラゾリウムバイオレット、ビオラミンＲ、ファストレッドバイオレット１Ｂ塩基、塩化ヨードニトロテトラゾリウム、ロイコパテントブルーバイオレット、チオニンアセテート、カルコミンバイオレットＮ、ディスパースバイオレット１３、ディスパースバイオレット１７、ディスパースバイオレット２８、フェノールバイオレット、ポンタクロームバイオレットＳＷ、反応性バイオレット５、バットバイオレット１、ウールバイオレット、エリオクロームバイオレット５Ｂ、オメガクロームダークバイオレットＤ、ロイコマラカイトグリーン、ならびにこれらの塩およびイオノマー、ならびにこれらの組合せから選択される化合物である、請求項２１に記載の分子レジスト組成物。
【請求項２７】
表面を有する基板であり、かつ該表面上に、
（ａ）約５００μｍ以下の少なくとも１つの横寸法を有する、有機アミンを含むパターンと、
（ｂ）該パターンに隣接する、そして該パターンによって被覆されない表面領域を被覆する、自己組織化単層形成性化学種を含む薄膜と
を備える基板を含む、組成物。
【請求項２８】
少なくとも１つのエッチングした圧痕をその中に含む表面を有する基板であり、該エッチングした圧痕が、前記表面内において少なくとも１つの、約５００μｍ以下の横寸法を有するパターンを形成し、そして該パターンの盛り上がった領域上に、非共有結合相互作用によって該基板に接着した有機アミンを含む薄膜を有し、該エッチングした圧痕には有機アミンが存在しない基板を含む、組成物。
【請求項２９】
有機アミンを含む前記薄膜が、約５ｎｍ〜約５μｍの厚さを有する、請求項２８に記載の組成物。
【請求項３０】
有機アミンを含む前記薄膜が、前記基板中に貫入もしくは浸透しない、請求項２８または２９に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子レジスト組成物、その分子レジスト組成物を使用した基板のパターン形成方法、およびその方法により形成される製品を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
表面パターン形成方法は周知であり、それらにはフォトリソグラフィ技術、ならびにマイクロコンタクトプリント（例えば、特許文献１を参照されたい）などの、より最近開発されたソフトコンタクト技術が含まれる。マイクロコンタクトプリントでは、フレキシブルスタンプを使用して基板上に自己組織化単層（「ＳＡＭ」）が付着される。４０ｎｍという小さな横寸法を有するＳＡＭパターンが調製されている。例えば、ＳＡＭにより被覆されない基板の一部分をエッチングすることによって、ＳＡＭは基板上にフィーチャを形成するためのレジストとして使用することができる。しかし、ＳＡＭは特に安定ではなく、単層による被覆が不完全であるためピンホールおよび他の欠陥を示すことが公知である。また緻密な単層が形成される場合でも、大部分のＳＡＭは、商業的製造方法において広く有用な広い範囲のエッチング剤に対する十分な抵抗性をもたらすものではない。
【０００３】
フォトリソグラフィ方法は、光を使用してパターン形成することができるポリマー質レジストを用いる。フォトリソグラフィレジストは、より安定であり、ＳＡＭと比較して様々なエッチング剤へのより良好な抵抗性をもたらすが、フォトリソグラフィは、特別な設備および薬品を要し、典型的には平面基板に限定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，５１２，１３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
５００μｍ未満の横寸法を達成することができ、また広く様々な基板、エッチング剤および形状に適用可能である、エッチレジストによる低コストの基板パターン形成方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板上にフィーチャを形成するための、分子レジストを使用した基板のパターン形成方法を対象とする。本発明の方法によって形成されるフィーチャは、横寸法５００μｍ未満を有し、費用効果的、効率的かつ再現性のある方法であらゆる種類の表面にパターン形成することを可能にする。
【０００７】
いくつかの実施形態において、本発明は、基板のパターン形成方法であって、
有機アミンを含む分子レジスト組成物を、基板上に配置するステップであり、
その場合、この有機アミンが、少なくとも１つの横寸法約５００μｍ以下を有するパターンとして、非共有結合交互作用によって基板に接着しているステップと、
このパターンによって被覆されない基板の部分を反応させて、その上にフィーチャを形成するステップであり、その場合このフィーチャが、このパターンによって画定される横寸法を有するステップと
を含む方法を対象とする。
【０００８】
いくつかの実施形態において、本方法は、配置するステップの前に、基板の領域上に一次パターンを形成するステップをさらに含み、この場合、一次パターンが、このパターンの少なくとも１つの横寸法を画定する。
【０００９】
いくつかの実施形態において、一次パターンは、ＳＡＭ形成性化学種を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、形成するステップは、基板を、その中に少なくとも１つの圧痕（インデンテーション）を含む表面を有するスタンプと接触させるステップを含み、この場合、接触させるステップが、ＳＡＭ形成性化学種をスタンプ表面から基板に転写して、その基板上に、少なくとも１つの圧痕によって画定される横寸法を有する一次パターンを形成する。
【００１１】
いくつかの実施形態において、反応させるステップは、エッチングするステップを含む。
【００１２】
本発明はまた、基板のパターン形成方法であって、
基板を、少なくとも１つの圧痕を含む表面を有するスタンプと接触させて、基板上にその少なくとも１つの圧痕により画定される第一のパターンをもたらすステップと、
その基板上に、有機アミンを含む分子レジスト組成物を配置するステップであり、この有機アミンが、第一のパターンによって被覆されない基板の領域に非共有結合相互作用により接着するステップと、
第一のパターンによって被覆された基板の領域をエッチングして、その上にフィーチャを形成するステップと
を含む方法も対象とする。
【００１３】
本発明は、上記方法からの製品も対象とする。
【００１４】
いくつかの実施形態において、パターンは、約５ｎｍ〜約５μｍの高さを有する。
【００１５】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、溶媒をさらに含む。
【００１６】
いくつかの実施形態において、この溶媒は、１００℃未満の沸点を有する第１の溶媒、および１００℃以上の沸点を有する少なくとも１種の第２の溶媒を含む。
【００１７】
いくつかの実施形態において、基板は金属表面を備える。いくつかの実施形態において、基板は、ガラス、プラスチック、セラミックス、ポリマー、第２の金属およびこれらの組合せから選択される材料を覆う金属表面を備えたコンポジット基板である。
【００１８】
本発明のパターン形成は、一般に有機アミンを含む任意の分子レジスト組成物に適しているが、いくつかの実施形態において、本発明はまた、本質的に
約０．０１重量％〜約５重量％の濃度における有機アミンと、
約８０重量％以上の濃度における、沸点１００℃未満を有する第１の溶媒と、
約１５重量％以下の濃度における、沸点１００℃以上を有する少なくとも１種の第２の溶媒と、
場合による界面活性剤もしくは安定剤と
からなる分子レジスト組成物も対象とする。
【００１９】
本発明はまた、表面を有する基板であり、かつその表面上に、
（ａ）約５００μｍ以下の少なくとも１つの横寸法を有する、有機アミンを含むパターンと、
（ｂ）そのパターンに隣接する、またそのパターンによって被覆されない表面領域を被覆する、ＳＡＭ形成性化学種を含む薄膜と
を備える基板を含む組成物も対象とする。
【００２０】
本発明はまた、少なくとも１つのエッチングした圧痕をその中に含む表面を有する基板であり、そのエッチングした圧痕が、その表面内において少なくとも１つの、約５００μｍ以下の横寸法を有するパターンを形成し、またそのパターンの盛り上がった領域上に、非共有結合交互作用によってその基板に接着した有機アミンを含む薄膜を有し、そのエッチングした圧痕には有機アミンが存在しない基板を含む組成物も対象とする。
【００２１】
いくつかの実施形態において、有機アミンを含むパターンまたは薄膜は、約５ｎｍ〜約５μｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、有機アミンを含むパターンまたは薄膜は、基板中に貫入もしくは浸透しない。
【００２２】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、約３００ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲にある少なくとも１つの波長について約５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル吸光係数を有する。
【００２３】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、約２，０００Ｄａ以上の分子量を有するいずれの成分も含まない。
【００２４】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、式Ｉの構造：
【００２５】
【化１】
2011520284.tif 000003
（式中、
ＡおよびＣは、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から独立に選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍは１〜３の整数である）を有し、またはその塩であり、
式Ｉの有機アミンには、Ａ、ＢもしくはＣの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、式ＩＩの構造：
【００２７】
【化２】
2011520284.tif 000004
（式中、
ＡおよびＣは、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から独立に選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
ＢおよびＢ１は独立に、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍおよびｎは独立に、１〜３の整数である）を有し、またはその塩であり、
式ＩＩの有機アミンには、Ａ、Ｂ、Ｂ１、Ｃの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、式Ｖの構造：
【００２９】
【化３】
2011520284.tif 000005
（式中、
環系ＡおよびＣは独立に、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜１４員環系であり、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基であり、
Ｒ１は、場合によって不在であり、あるいは
Ｒ１とＲ３、もしくはＲ１とＲ５は、水素であり、または場合によって結合して、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜７員環系を形成し、
Ｒ１とＲ２、もしくはＲ１とＲ４は独立に、水素であり、または場合によって結合して二重結合を形成し、または
Ｒ２は、場合によって環Ａの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ２は、場合によって不在であり、
Ｒ４は、場合によって環Ｃの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ４は、場合によって不在であり、
Ａｒ１は、フェニル、ナフチルまたは芳香族複素環（これらのいずれも、場合によって置換されている）から選択される）を有し、またはその塩であり、
式Ｖの有機アミンには、Ａｒ１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、環系Ａ、環系Ｃ、およびＢの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【００３０】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、式ＶＩの構造：
【００３１】
【化４】
2011520284.tif 000006
（式中、
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５およびＲ５６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ５７、Ｒ５８およびＲ５９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｒ６０は、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルである）を有し、またはその塩である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、式ＶＩＩの構造：
【００３３】
【化５】
2011520284.tif 000007
（式中、
Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４、Ｒ６５およびＲ６６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ６７、Ｒ６８およびＲ６９は独立に、水素またはメチルであり、
Ｘ−は、一価アニオンである）を有し、またはその塩である。
【００３４】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、アシッドブルー２５、アシッドブルー２９、アシッドブルー４０、アシッドブルー４５、アシッドブルー８０、アシッドブルー９２、アシッドブルー１１９、アシッドブルー１２０、アシッドブルー１２９、アシッドブラック２４、アシッドブラック４８、酸性フクシン、塩基性フクシン、ニューフクシン、アシッドグリーン２５、アシッドグリーン２７、アシッドオレンジ８、アシッドオレンジ５１、アシッドオレンジ６３、アシッドオレンジ７４、アシッドレッド１、アシッドレッド４、アシッドレッド８、アシッドレッド３７、アシッドレッド８８、アシッドレッド９７、アシッドレッド１１４、アシッドレッド１５１、アシッドレッド１８３、アシッドレッド１８３、メチルバイオレット、メチルバイオレットＢ、メチルバイオレット２Ｂ、エチルバイオレット、アシッドバイオレット、アシッドバイオレット１、アシッドバイオレット５、アシッドバイオレット６、アシッドバイオレット７、アシッドバイオレット９、アシッドバイオレット１７、アシッドバイオレット２０、アシッドバイオレット３０、アシッドバイオレット３４、アシッドアリザリンバイオレットＮ、アシッドイエロー１４、アシッドイエロー１７、アシッドイエロー２５、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー７６、アシッドイエロー９９、ベーシックバイオレット１、ベーシックバイオレット３、ベンジルバイオレット４Ｂ、Ｃｏｏｍａｓｓｉｅ（登録商標）バイオレットＲ２００、クリスタルバイオレット、ロイコクリスタルバイオレット、レゾルシンクリスタルバイオレット、クリスタルバイオレットラクトン、ダイレクトバイオレット１７、ダイレクトバイオレット３８、ダイレクトバイオレット５１、ファストバイオレットＢ、ゲンチアンバイオレット、パラローズアニリン塩基、クレゾールフタレインコンプレキソン、クレシルバイオレットアセテート、クレシルバイオレットパークロレート、クレシルバイオレットパークロレート、ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット−ホルマザン、メチレンバイオレット３ＲＡＸ、ピオクタニンブルー、ピロカテコールバイオレット、レマゾールブリリアントバイオレット５Ｒ、ローダミンＢ、テトラゾリウムバイオレット、ビオラミンＲ、ファストレッドバイオレット１Ｂ塩基、塩化ヨードニトロテトラゾリウム、ロイコパテントブルーバイオレット、チオニンアセテート、カルコミンバイオレットＮ、ディスパースバイオレット１３、ディスパースバイオレット１７、ディスパースバイオレット２８、フェノールバイオレット、ポンタクロームバイオレットＳＷ、反応性バイオレット５、バットバイオレット１、ウールバイオレット、エリオクロームバイオレット５Ｂ、オメガクロームダークバイオレットＤ、ロイコマラカイトグリーン、ならびにこれらの塩およびイオノマー、ならびにこれらの組合せから選択される化合物である。
【００３５】
本発明のさらなる実施形態、特徴および利点、ならびに本発明の種々の実施形態の構成および実施は、添付する図面を参照して、以下に詳細に記述される。
【００３６】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を例示し、さらにその記述と共に、本発明の原理を説明するため、また関連分野の業者が本発明を活用し得るため役立てるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、本発明の方法によって調製されるフィーチャの概略的な横断面図である。
【図２】図２は、本発明の方法によって調製され、その上にフィーチャを有する湾曲した基板の概略的な横断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本発明の方法についての概略的な横断面図である。
【図６】図６は、それぞれ実施例１９〜２２中において記述されている本発明の分子レジストを使用して、コンポジット基板上に調製したフィーチャの画像である。
【図７】図７は、それぞれ実施例１９〜２２中において記述されている本発明の分子レジストを使用して、コンポジット基板上に調製したフィーチャの画像である。
【図８】図８は、それぞれ実施例１９〜２２中において記述されている本発明の分子レジストを使用して、コンポジット基板上に調製したフィーチャの画像である。
【図９】図９は、それぞれ実施例１９〜２２中において記述されている本発明の分子レジストを使用して、コンポジット基板上に調製したフィーチャの画像である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の１つまたは複数の実施形態が、ここに添付図面を参照して記述されるであろう。図面において、同一の参照番号は、同一のもしくは機能的に類似した要素を示すことができる。さらに、参照番号の最左端の１桁もしくは複数桁の数字により、その参照番号が最初に現れる図面を特定することができる。
【００３９】
本明細書は、本発明の特徴を組み込んでいる１つまたは複数の実施形態を開示する。開示される１つまたは複数の実施形態は、本発明を単に例示している。本発明の範囲は、開示される１つまたは複数の実施形態に限定されない。本発明は、それに添付される特許請求範囲によって定義される。
【００４０】
記述される１つまたは複数の実施形態、ならびに本明細書における「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「１つの実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「１つの実施形態例（ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」などへの参照は、記述される１つまたは複数の実施形態には、特定の特徴、構造または特性が含まれ得るが、あらゆる実施形態に、必ずしも特定の特徴、構造または特性が含まれない場合があることを示している。その上、このような語句は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。さらに、１つの実施形態に関連して特定の特徴、構造または特性が記述される場合、それは、明白に記述されると否とに拘らず、他の実施形態に関連したこのような特徴、構造または特性に影響を及ぼす一人の当業者の知識の範囲内にあると理解される。
【００４１】
本明細書において行われる空間的な記述（例えば、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「頂部（ｔｏｐ）」、「底（ｂｏｔｔｏｍ）など」）は、任意の方位もしくは形で空間的に配置することができる、本発明の任意の方法によるスタンプ、物質、コーティング、組成物、方法および製品について、記述および例示の目的のためのものであり、非限定的と解釈されるべきである。
【００４２】
基板およびフィーチャ
本発明の方法によって調製される分子レジストパターンおよびフィーチャは、基板上に形成される。本発明の方法によってパターン形成するのに適した基板は、サイズ、組成および形状によって特に限定されず、スタンプと接触することが可能な任意の基板が含まれる。例えば、本発明の方法は、平面の、非平面の、平坦な、湾曲した、球状の、剛性の、柔軟な、対称のかつ非対称の対象物および表面ならびにこれらの任意の組合せにパターン形成するのに適する。本方法は、表面の粗さまたは表面の起伏によっても制約されず、また平滑な、粗いかつ波打った基板、ならびに不均斉な表面モルフォロジを示す基板（すなわち、異なった度合いの平滑さ、粗さ、起伏および／または組成を有する基板）に等しく適用可能である。
【００４３】
本明細書において使用される基板は、基板の高さにおける無作為の変動（例えば、表面の粗さ、起伏など）を考慮した後、基板表面上の点がおよそ同一平面上に存在する場合でも、「平面の（ｐｌａｎａｒ）」ものである。平面基板には、ウインドウ、組込み回路、シートなどが含まれ得るが、これらに限定されない。平面基板には、貫通穴を有する上記のものの平坦な変形形態が含まれ得る。
【００４４】
いくつかの実施形態において、少なくとも一部の基板は非平面である。本明細書において使用される基板は、基板の高さにおける無作為の変動（例えば、表面の粗さ、起伏など）を考慮した後でも、基板表面上の点がほぼ同一の平面上に存在しない場合に、「非平面的（ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ）」である。非平面基板には、格子、段層（ｔｉｅｒｅｄ）形状を有する基板などが含まれ得るがこれらに限定されない。
【００４５】
平面および非平面基板の両方が、種々の度合いの平坦性および湾曲性を示すことができ、または可撓性であることができる（すなわち、平坦形状と湾曲形状の間における機械的変形が可能である）。本明細書において使用される基板は、基板の表面にわたって、基板の曲率半径が１００μｍ以上の、または１ｍｍ以上の距離を超えて非ゼロである場合「湾曲（ｃｕｒｖｅｄ）」している。平坦な基板は一般に、曲率半径を有しない。
【００４６】
本明細書において使用される基板は、基板の平面、曲面または形状を容易に歪ませることができない場合「剛性（ｒｉｇｉｄ）」である。剛性な基板は、熱膨張により温度誘発性歪みを受ける恐れがあり、またはガラス転移点などを超える温度で柔軟になる恐れがある。
【００４７】
本明細書において使用される基板は、平坦な形状と湾曲した形状の間を可逆的に動くことができる場合「柔軟（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）」である。柔軟な基板には、ポリマー（例えばプラスチック）、織繊維、薄膜、金属箔、それらによるコンポジット、それらの積層体、およびこれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、柔軟な基板は、本発明の方法を使用してリールツーリールまたはロールツーロール方式でパターン形成することができる。
【００４８】
本発明により使用する基板は、組成によって特に限定されない。本発明による使用に適した基板には、金属、結晶質材料（例えば単結晶質、多結晶質および部分結晶質材料）、非晶質材料、導体、半導体、絶縁体、光学素子、塗装基板、繊維、ガラス、セラミックス、ゼオライト、プラスチック、熱硬化性および熱可塑性材料（例えば、場合によってドープされた：ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリスチレン、セルロースポリマー、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、樹脂、ポリエステル、ポリフェニレンなど）、フィルム、薄膜、箔、プラスチック、ポリマー、木、鉱物、バイオマテリアル、生体組織、骨、それらの合金、それらによるコンポジット、それらの積層体、およびそれらの任意の他の組合せから選択される材料が含まれる。いくつかの実施形態において、材料は、任意の上記の材料のドーピングしたかつ／または多孔質の変形形態から選択される。
【００４９】
いくつかの実施形態において、少なくとも一部の基板は、導電性または半導電性である。本明細書において使用される「導電性（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）」および「半導電性（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）」材料には、電荷を移動もしくは輸送することが可能な化学種、化合物、ポリマー、フィルム、コーティング、基板などが含まれる。一般に、半導電性材料の電荷移動性状は、電界、磁界、温度変化、圧力変化、放射線への曝露およびこれらの組合せなどの、しかしこれらに限定されない外部刺激に基づいて調節することができる。いくつかの実施形態において、導電性または半導電性材料は、約１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上、約１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上、約１０−４ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上、約１０−３ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上、約０．０１ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上または約０．１ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上の電子もしくは正孔移動度を有する。電気伝導性および半導電性材料には、金属、合金、薄膜、結晶質材料、非晶質材料、ポリマー、積層体、箔、プラスチックおよびこれらの組合せなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００５０】
本明細書において使用される「誘電体」または「絶縁体」は、電荷の動きもしくは移動に抵抗する化学種、化合物、ポリマー、フィルム、コーティング、基板などを指す。いくつかの実施形態において、誘電体は、約０．９〜約１０、約１．２〜約８、約１．４〜約５、約１．５〜約４、約１．７〜約３、約２〜約２．７、約２．１〜約２．５、約８〜約９０、約１５〜約８５、約２０〜約８０、約２５〜約７５または約３０〜約７０の誘電率ρを有する。本発明により使用するのに適した誘電体には、プラスチック、ポリマー（例えば、ポリジメチルシロキサン、シルセスキオキサン、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、セラミックス（例えば、炭化ケイ素、水素化炭化ケイ素、窒化ケイ素、水素化窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、オキシ窒化ケイ素およびこれらの組合せ）、ガラス（例えば、ＳｉＯ２、ホウケイ酸ガラス、ホウ素リンケイ酸ガラス、有機ケイ酸ガラスなど、ならびにこれらのフッ素化および多孔質変形形態）、ゼオライト、鉱物、生体適合材料、生体組織、骨、これらのモノマー前駆体、これらの粒子、これらの多孔質変形形態、ならびにこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【００５１】
本発明による使用に適したプラスチックには、例えば、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれているPlastics Materials and Processes: A Concise Encyclopedia、Harper,C.A.およびPetrie, E.M.、John Wiley and Sons、Hoboken、NJ（２００３年）、ならびにPlastics for Engineers: Materials, Properties, Applications、Domininghaus,H.、Oxford University Press、USA（１９９３年）中に開示されている材料が含まれるが、それらに限定されない。
【００５２】
いくつかの実施形態において、基板は、導電性または半導電性材料が含まれる第１の領域と、誘電体または絶縁体材料が含まれる第２の領域とを備える。基板は、平坦、湾曲もしくは段層状とすることができ、薄膜トランジスター、コンデンサーなどのトポグラフィック（微細構成的）なフィーチャを含むことができる。
【００５３】
本発明の方法によってその上にフィーチャを形成することができる例示的基板には、ウインドウ、ミラー、光学素子（例えば、眼鏡、カメラ、双眼鏡、望遠鏡などで使用する光学素子）、ウオッチクリスタル、ホログラム、光学フィルター、データ記憶デバイス（例えば、コンパクトディスク、ＤＶＤディスク、ブルーレイディスク、ＣＤ−ＲＯＭディスクなど）、フラットパネルディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）ディスプレイ、有機ＬＥＤディスプレイなど）、パーソナル音楽デバイス、タッチスクリーンディスプレイ（コンピュータータッチスクリーン、セルラー電話タッチスクリーン、パーソナルデータアシスタントなど）、太陽電池、光起電力器具、ＬＥＤ、照明、フレキシブル電子機器、フレキシブルディスプレイ（例えば、電子紙および電子書籍）、セルラー電話、全地球測位システム、計算機、診断機器、センサー、レジスト層、生物学的インターフェース、反射防止コーティング、グラフィック物品（例えば、信号系）、電池、燃料電池、アンテナ、自動車、芸術作品（例えば、彫刻、絵画、石版画など）、装身具、ならびにこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【００５４】
本発明は、互いに適合性のある分子レジスト、インキ、スタンプおよび基板を選択することによりパターン形成方法の性能、効率、コストおよび速度を最適化することを企図している。例えば、いくつかの実施形態において、分子レジスト、インキ、基板またはスタンプは、その光学的透過性状、熱伝導率、電気伝導率およびこれらの組合せに基づいて選択することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態において、基板の少なくとも一部は、その基板上の反応性組成物の反応を開始するのに適した少なくとも１つの型の放射線に対し透明、半透明または不透明である（例えば、可視、ＵＶ、赤外および／またはマイクロ波放射線）。例えば、紫外光に対して透明な基板は、紫外光によってその反応を開始することができる反応性組成物と一緒に使用することができ、それにより、紫外光で基板の背面を照明することによって、基板の前面上のインキの反応を開始することが可能になる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、基板は、パターン形成に先立って前処理される。本明細書において使用される「基板を前処理する（ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」とは、分子レジストを配置する前に基板を化学もしくは物理修飾することを指す。前処理には、基板を洗浄、酸化、還元、誘導体化、官能基化、ならびに、反応性ガス、酸化性プラズマ、還元性プラズマ、熱エネルギー、紫外線およびこれらの組合せに曝露するステップ、しかしこれらに限定されないステップが含まれ得る。
【００５７】
いずれの特定の学説によっても制約されることなく、基板を前処理するステップによって、分子レジストと基板の間の接着相互作用を高めることができる。例えば、極性官能基により基板を誘導体化する（例えば、基材の表面を酸化する）ステップにより、親水性および／または極性の分子レジストによる基板の濡れを促進することができる。
【００５８】
本明細書において使用される「フィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）」または「フィーチャ」は、そのフィーチャを取り囲む基板の領域に隣接する、かつその領域から区別することができる、基板の領域を指す。例えば、あるフィーチャは、そのフィーチャを取り囲む基板の領域と異なる、そのフィーチャのトポグラフィ、そのフィーチャの組成、またはそのフィーチャの他の性質に基づいて、そのフィーチャを取り囲む基板の領域から区別することができる。フィーチャは、反応性組成物を、本発明の分子レジストによって被覆されない基板の領域と反応させるステップにより調製される。
【００５９】
フィーチャは、それらの物理的寸法によって定義することができる。全てのフィーチャは、少なくとも１つの横寸法を有する。本明細書において使用される「横寸法（ｌａｔｅｒａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」とは、表面の平面内に存在するフィーチャの寸法を指す。フィーチャの１つまたは複数の横寸法は、フィーチャが占める基板の表面積を定義する、もしくは基板の表面積を定義するのに使用することができる。典型的な基板の横寸法には、長さ、幅、半径、直径およびこれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。本発明の方法によって形成されるフィーチャは、基板上に配置される分子レジストパターンの寸法によって定義される横寸法を有する。
【００６０】
全てのフィーチャは、基板の平面から離れる方向に存在するベクトルによって記述することができる少なくとも１つの縦寸法を有する。本明細書において使用される「縦寸法（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」または「高さ（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）」とは、基板の表面の高さと、フィーチャにおける最高もしくは最低点との間の最大垂直距離を指す。平坦な基板について、フィーチャの高さは、基板の平面に対するフィーチャの最高点を指す。いくつかの実施形態において、本発明により調製されるフィーチャは、フィーチャ表面にわたって均一な高さを有する。より一般的には、アディティブ（付加）フィーチャの高さは基板の平面に対するフィーチャの最高点を指し、サブトラクティブ（負）フィーチャは、基板の平面に対するフィーチャの最低点を指し、またコンフォーマル（等角）フィーチャは高さゼロを有する（すなわち、基板の平面と同一の高さにある）。
【００６１】
本発明の方法により生成されるフィーチャは、一般に、基板の平面に対するフィーチャの高さに基づいて、アディティブフィーチャ、コンフォーマルフィーチャまたはサブトラクティブフィーチャとして分類することができる。
【００６２】
本発明の方法により生成されるフィーチャは、さらに、フィーチャの基部が、フィーチャが形成される基板の平面より下方に貫入しているか否かに基づいて、貫入フィーチャまたは非貫入フィーチャとして分類することができる。本明細書において使用される「貫入距離（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）」は、フィーチャの最低点と、フィーチャに隣接する基板の高さとの間の距離を指す。より一般的には、フィーチャの貫入距離は、基板の平面に対するフィーチャの最低点を指す。したがって、フィーチャは、その最低点が、そのフィーチャが位置する基板の平面の下方に位置する場合「貫入している（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ）」と言われ、またフィーチャは、そのフィーチャの最低点が、そのフィーチャが位置する基板の平面内または上方に位置する場合「非貫入である（ｎｏｎ−ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ）」と言われる。非貫入フィーチャは、貫入距離ゼロを有すると言うことができる。
【００６３】
本明細書において使用される「アディティブ（付加）フィーチャ」とは、基板の平面の上方にある高さを有するフィーチャを指す。したがって、アディティブフィーチャの高さは、取り囲んでいる基板の高さを超えている。図１Ａおよび１Ｂは、それぞれ基板１００および１１０の横断面を概略的に図示して提供し、それぞれ「アディティブフィーチャ」１０１および１１１を有する。図１Ａを参照すると、アディティブ「非貫入」フィーチャ１０１は、横寸法１０４、高さ１０５、および貫入距離ゼロを有する。図１Ｂを参照すると、「アディティブ貫入」フィーチャ１１１は、横寸法１１４、高さ１１５、および貫入距離１１６を有する。
【００６４】
本明細書において使用される「コンフォーマル（等角）フィーチャ」とは、フィーチャが位置する基板の平面と同じ高さを有するフィーチャを指す。したがって、コンフォーマルフィーチャは、それを取り囲む基板と実質的に同一のトポグラフィを有する。本明細書において使用される「コンフォーマル非貫入」フィーチャは、純粋に基板表面上に存在するフィーチャを指す。例えば、基板を酸化、還元もしくは官能基化するステップにより、その基板の露出された官能基と反応する反応性組成物は、コンフォーマル非貫入フィーチャを形成するであろう。図１Ｃは、基板１２０の横断面を概略的に図示したものであり、「コンフォーマル非貫入」フィーチャ１２１を有する。フィーチャ１２１は、横寸法１２４、および高さゼロ、および貫入距離ゼロを有する。図１Ｄは、「コンフォーマル貫入」フィーチャ１３１を有する、基板１３０の横断面を概略的に図示したものである。フィーチャ１３１は、横寸法１３４、高さゼロ、および貫入距離１３６を有する。図１Ｅは、基板１４０の横断面を概略的に図示したものであり、「コンフォーマル貫入」フィーチャ１４１を有する。フィーチャ１４１は、横寸法１４４、高さゼロ、および貫入距離１４６を有する。
【００６５】
本明細書において使用される「サブトラクティブ（負）フィーチャ」は、表面の平面の下方に存在する高さを有するフィーチャを指す。図１Ｆは、基板１５０の横断面を概略的に図示したものであり、「サブトラクティブ非貫入」フィーチャ１５１を有する。フィーチャ１５１は、横寸法１５４、高さ１５５、および貫入距離ゼロを有する。図１Ｇは、基板１６０の横断面を概略的に図示したものであり、「サブトラクティブ貫入」フィーチャ１６１を有する。フィーチャ１６１は、横寸法１６４、高さ１６５、および貫入距離１６６を有する。
【００６６】
いくつかの実施形態において、フィーチャは、「角度を付けた（ａｎｇｌｅｄ）」側壁を有する。本明細書において使用される「角度を付けた側壁」とは、基板と平行に配向している平面と直交しない側壁を指す。側壁角は、フィーチャの一端と交わる表面に直交するベクトルと、側壁の表面に平行である同一点でフィーチャの一端に交差するベクトルとの間に形成される平均角度に等しい。直交する側壁は、側壁角約０°を有する。例えば図１Ａを参照すると、側壁１０７を有するフィーチャ１０１は、側壁角Θを有する。図１Ａに示した側壁角は、側壁１０７の表面にわたって一定であるが、側壁角は変動することもできる。例えば、湾曲した、ファセット（切子面）を付けた、また勾配を付けた側壁を有するフィーチャは、本発明の範囲内にある。例えば、図１Ｄを参照すると、フィーチャ１３１は角度を付けた側壁１３７を形成し、そこでは基板１３０が側壁を取り囲んでいる。いくつかの実施形態において、フィーチャは、フィーチャの頂部および／または底部付近で湾曲しかつ／もしくは勾配を付けた側壁を含む。「平均側壁角」は、側壁上の点と、側壁の表面にわたる基板との間に形成される角度を平均することにより計算することができる。いくつかの実施形態において、本発明の方法によって形成されるフィーチャは、約８０°〜約−５０°、約８０°〜約−３０°、約８０°〜約−１０°または約８０°〜約０°の側壁角または平均側壁角を有する。
【００６７】
フィーチャは、それらの組成および有用性に基づいてさらに区別することができる。例えば、本発明の方法によって生成されるフィーチャには、構造性フィーチャ、導電性フィーチャ、半導電性フィーチャ、絶縁性フィーチャおよびマスキングフィーチャが含まれる。
【００６８】
本明細書において使用される「構造性フィーチャ」は、フィーチャが位置する基板の組成と類似したもしくは同一の組成を有するフィーチャを指す。
【００６９】
本明細書において使用される「導電性フィーチャ」は、電気伝導性または半電気伝導性である組成を有するフィーチャを指す。半電気伝導性フィーチャには、その電気伝導率を、電界、磁界、温度変化、圧力変化、放射線への曝露およびこれらの組合せなどの、しかしこれらに限定されない外部刺激に基づいて調節することができるフィーチャが含まれる。
【００７０】
本明細書において使用される「誘電性フィーチャ」または「絶縁性フィーチャ」は、電気絶縁性である組成を有するフィーチャを指す。
【００７１】
本明細書において使用される「マスキングフィーチャ」は、フィーチャに隣接する、もしくはフィーチャを取り囲む基板領域に対し反応性がある試薬との反応に対して不活性である組成を有するフィーチャを指す。したがって、マスキングフィーチャは、エッチング、付着、インプラントおよび表面処理ステップなどのその後の工程ステップの間、基板の領域を保護するために使用することができる。
フィーチャサイズおよび測定
本発明の方法によって生成されるフィーチャは、オングストローム（Å）、ナノメートル（ｎｍ）、ミクロン（μｍ）、ミリメートル（ｍｍ）、センチメートル（ｃｍ）などの長さの単位で典型的に定義される横および縦寸法を有する。
【００７２】
フィーチャを取り囲む基板の表面の領域が平面である場合、フィーチャの横寸法は、フィーチャの反対側に位置する２点間のベクトルの大きさによって測定することができ、その場合この２点は、基板の平面上にあり、またベクトルは基板の平面に平行である。いくつかの実施形態において、対称なフィーチャの横寸法を測定するのに使用される２点は、対称なフィーチャの鏡面上にも存在する。いくつかの実施形態において、非対称なフィーチャの横寸法は、そのフィーチャの少なくとも一端と直角なベクトルを位置合せすることにより測定することができる。
【００７３】
例えば、図１Ａ〜１Ｇにおいて、基板の平面内に、かつフィーチャ１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１および１６１の反対側に存在する点を、それぞれ１０２と１０３、１１２と１１３、１２２と１２３、１３２と１３３、１４２と１４３、１５２と１５３、ならびに１６２と１６３の点線の矢印で示している。これらのフィーチャの横寸法は、それぞれベクトル１０４、１１４、１２４、１３４、１４４、１５４および１６４の大きさによって示される。
【００７４】
フィーチャの縦寸法は、基板の平面内にある点と、フィーチャの最頂部の高さにある点との間で、基板と直交するベクトルの大きさである。例えば、図１Ａ〜１Ｇにおいて、フィーチャの縦寸法は、それぞれベクトル１０５、１１５、１２５、１３５、１４５、１５５および１６５の大きさによって示される。本明細書において使用される「側壁」は、基板に平行に配向した平面に対して実質的に平面的ではない、または非平面基板の曲率と同一中心的ではないフィーチャの任意の表面を指す。例えば、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｄ〜１Ｇにおいて、フィーチャ１０１、１１１、１３１、１４１、１５１および１６１は、それぞれ側壁１０７、１１７、１３７、１４７、１５７および１６７を有することが示される。フィーチャの側壁が、基板に平行に配向した平面と直角である実施形態において、側壁の高さはフィーチャの縦寸法に等しい。
【００７５】
基板表面上の距離１００μｍ以上にわたって、または基板表面上の距離１ｍｍ以上にわたって基板表面の曲率半径が非ゼロである場合、基板の表面または基板それ自体が「湾曲」している。湾曲した基板について、フィーチャの横寸法は、フィーチャの反対側にある２点を結ぶ円周の切片の大きさであると定義され、この場合この円は、基板の曲率半径と等しい半径を有する。多重のもしくは波打った曲率、または起伏を有する湾曲した表面を有する基板の横寸法は、多重の円の切片の大きさを合計するステップにより、測定することができる。
【００７６】
図２は、湾曲した表面を有する基板２００の横断面を概略的に図示したものであり、アディティブ非貫入フィーチャ２１１、コンフォーマル貫入フィーチャ２２１およびサブトラクティブ非貫入フィーチャ２３１を有する。アディティブ非貫入フィーチャ２１１の横寸法は、点２１２および２１３を結ぶことができる線切片２１４の長さに等しく、またフィーチャ２１１の高さは、ベクトル２１５の大きさに等しい。コンフォーマル貫入フィーチャ２２１の横寸法は、点２２２および２２３を結ぶ線切片２２４の長さに等しい。フィーチャ２２１の高さはゼロであり、またフィーチャ２２１の貫入距離はベクトル２２５の大きさに等しい。サブトラクティブ非貫入フィーチャ２３１の横寸法は、点２３２および２３３を結ぶことができる線切片２３４の長さに等しく、またフィーチャ２３１の高さは、ベクトル２３５の大きさに等しい。フィーチャ２３１の高さは、大きさがマイナスである。
【００７７】
いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、約４０ｎｍ〜約５００μｍの、少なくとも１つの横寸法を有する。いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、最小サイズ約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約８００ｎｍ、約９００ｎｍ、約１μｍ、約２μｍ、約３μｍ、約４μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍまたは約２０μｍの、少なくとも１つの横寸法を有する。いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、最大サイズ約５００μｍ、約４００μｍ、約３００μｍ、約２００μｍ、約１００μｍ、約５０μｍ、約４０μｍ、約３５μｍ、約３０μｍ、約２５μｍ、約２０μｍ、約１５μｍ、約１０μｍ、約５μｍ、約２μｍまたは約１μｍの、少なくとも１つの横寸法を有する。
【００７８】
いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、約３Å〜約１００μｍの高さまたは貫入距離を有する。いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、基板の表面の上方もしくは下方約３Å、約５Å、約８Å、約１ｎｍ、約２ｎｍ、約５ｎｍ、約１０ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍまたは約２０μｍの最小高さまたは貫入距離を有する。いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、基板の表面の上方もしくは下方約１００μｍ、約９０μｍ、約８０μｍ、約７０μｍ、約６０μｍ、約５０μｍ、約４０μｍ、約３０μｍ、約２０μｍまたは約５μｍの最大高さまたは貫入距離を有する。
【００７９】
いくつかの実施形態において、本発明の方法により生成されるフィーチャは、約１，０００：１〜約１：１００，０００、約１００：１〜約１：１００、約８０：１〜約１：８０、約５０：１〜約１：５０、約２０：１〜約１：２０、約１５：１〜約１：１５、約１０：１〜約１：１０、約８：１〜約１：８、約５：１〜約１：５、約２：１〜約１：２または約１：１のアスペクト比（すなわち、高さおよび／または貫入距離の一方もしくは両方のいずれか対横寸法の比率）を有する。
【００８０】
図１Ａ〜１Ｇにおいて概略的に図示したフィーチャは、フィーチャ１０１、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１および１６１が、これらのフィーチャの直ぐ周囲にある基板領域と異なる組成を有することを示しているが、本発明は、基板と比較して同一の化学組成を有するフィーチャおよび異なる化学組成を有するフィーチャの両方を包含する。例えば、アディティブ（付加）方法（例えば、付着）および反応方法（例えば、反応性組成物と基板の間の反応）の組合せ、ならびにこれらの組合せによってフィーチャを形成することができる。
【００８１】
アディティブもしくはサブトラクティブフィーチャの横および／もしくは縦寸法は、例えば走査モード原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）または表面形状測定（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｒｙ）などの表面トポグラフィを測定することができる分析方法を用いて決定することができる。コンフォーマルフィーチャは、通例、表面形状測定によって検出することはできない。しかし、コンフォーマルフィーチャの表面が、周囲の表面領域と極性が異なる官能基を末端とするものである場合、例えばタッピングモードＡＦＭ、官能基化型ＡＦＭ、走査型プローブ顕微鏡などを使用して、フィーチャの横寸法を測定することができる。
【００８２】
フィーチャは、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用いて導電率、抵抗率、密度、透過率、多孔度、硬度、電荷、磁性およびこれらの組合せなど、しかしこれらに限定されない性質に基づいて識別することもできる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、フィーチャは、例えば走査電子顕微鏡または透過電子顕微鏡を用いて、周囲の表面領域と区別することができる。
【００８４】
いくつかの実施形態において、フィーチャは、周囲の表面領域と比較して異なる組成またはモルフォロジを有する。したがって、表面分析方法を用いて、フィーチャの組成、ならびにフィーチャの横寸法の両方を測定することができる。フィーチャの組成ならびに横および縦寸法を測定するのに適した分析方法には、オージェ電子分光法、エネルギー分散Ｘ線分光法、微小フーリエ変換赤外分光法、粒子線励起Ｘ線分析、ラマン分光法、Ｘ線回折、Ｘ線蛍光分析、レーザアブレーション高周波誘導結合プラズマ質量分析、ラザフォード後方散乱分光法／水素前方散乱分析、二次イオン質量分析、飛行時間二次イオン質量分析、Ｘ線光電子分光法、ならびにこれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【００８５】
分子レジスト
本発明の方法のパターン形成は一般に、任意の有機アミンを含む分子レジスト組成物の使用に適しているが、いくつかの実施形態において、本発明はさらに、本明細書においてさらに記述される特定の分子レジスト組成物を対象とする。本発明において使用される「分子レジスト」は、基板上に薄膜を形成するのに適した有機アミンを含む均一な組成物を指す。「均一な組成物」とは、成分濃度に関して実質的に均一である分子レジストを指す。本発明において使用される「分子レジスト」は、溶液、懸濁液、混合物、ゲル、クリーム、にかわ、接着剤ならびに任意の他の流体、液体および／または粘稠な液体組成物を指すことができる。
【００８６】
本発明の分子レジスト組成物は有機アミンを含む。本発明において使用される「有機アミン」とは、少なくとも１個の炭素原子を含み、また炭素原子に結合した少なくとも１個のアミン基を有する化合物を指す。アミン基と炭素原子の間の結合は、単結合、二重結合、三重結合または芳香族結合とすることができる。いくつかの実施形態において、有機アミンには、少なくとも１個のアミン基、２個以上のアミン基、または３個以上のアミン基が含まれる。いくつかの実施形態において、有機アミンには、少なくとも１個の二重結合、１個もしくは複数の共役二重結合の基、少なくとも１個の三重結合が含まれ、または有機アミンは芳香族化合物である。
【００８７】
いくつかの実施形態において、アミン基は末端基（例えば、−ＮＨ２、−Ｎ＋≡Ｎ、−Ｎ＝Ｎ＋Ｎ−など）である。
【００８８】
いくつかの実施形態において、アミン基は、環の構成員である。例えば、環の構成員としてアミン基を含む有機アミンには、ピロール、ピロリジン、ピラゾール、ピペリジン、イミダゾール、インドール、インダゾール、プリン、キノリジン、キノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、カルボリン、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン、イソチアゾール、フェノチアジン、イソキサゾール、フラザン、フェノキサジンなど、およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【００８９】
いくつかの実施形態において、アミン基は、金属に結合される。金属に結合されたアミン基を含む有機アミンには、金属ポルフィリン、金属フタロシアニン、金属ポルフィラジン、金属テトラベンゾポルフィリンなどが含まれるが、それらに限定されない。本発明にはまた、金属が存在するが、金属と窒素原子の間に結合が存在しない有機アミン、例えばエチレンジアミン四酢酸などの使用も含まれる。
【００９０】
いくつかの実施形態において、有機アミンは、第一級アミン基（すなわち、−ＮＨ２基）、第二級アミン基（すなわち、−ＮＨＲ基（式中Ｒは直鎖、分岐もしくは環状Ｃ１〜Ｃ１４アルキルまたはＣ６〜Ｃ１４アリールである））、第三級アミン基（すなわち、−Ｎ（Ｒ）（Ｒ’）基（式中ＲおよびＲ’は独立に、直鎖、分岐もしくは環状Ｃ１〜Ｃ１４アルキルまたはＣ６〜Ｃ１４アリールである））、第四級アンモニウム基（すなわち、−Ｎ＋（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ”）基（式中Ｒ、Ｒ’およびＲ”は独立に、直鎖、分岐もしくは環状Ｃ１〜Ｃ１４アルキルまたはＣ６〜Ｃ１４アリールである））を含む化合物、これらの組合せを含む化合物、およびこれらの官能基を含む化合物の混合物を指す。いくつかの実施形態において、アミン基は、付加塩（例えば、第四級アンモニウム基、酸付加塩など）として存在する。
【００９１】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、染料分子を含む。いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、約３００ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲にある少なくとも１つの波長について約５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル吸光係数を有する化合物を含む。いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、約３００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約８００ｎｍまたは約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲にある少なくとも１つの波長について約１０，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約１５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約２０，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約２５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約５０，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約７５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、約１００，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上または約１２５，０００Ｍ−１ｃｍ−１以上のモル吸光係数を有する化合物を含む。
【００９２】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、帯電化合物（例えば、実効正電荷を有する化合物、実効負電荷を有する化合物またはそれらの塩）を含む。いくつかの実施形態において、帯電化合物は、第四級アンモニウム化合物である。
【００９３】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、約２，０００Ｄａ以上の分子量を有するいずれの成分も含まない。いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、約１，８００Ｄａ以上、約１，６００Ｄａ以上、約１，５００Ｄａ以上、約１，４００Ｄａ以上または約１，３００Ｄａ以上の分子量を有するいずれの成分も含まない。いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、ポリマーを実質的に含まない。本明細書において使用される「ポリマー」とは、約１０個以上の共有結合モノマーまたは構成ブロックを含む直鎖、分岐もしくは場合によって架橋した化学種、化合物、部分などを指す。ポリマーには、異なるモノマーの混合物を含むコポリマーなども含まれる。特に、いくつかの実施形態において、本発明の分子レジスト組成物は、例えば、フォトリソグラフパターン形成方法で使用するのに適したポリマー質エッチレジスト組成物中に普通に存在するポリ（アクリレート）、ポリ（アルキルアクリレート）、ポリ（アクリロニトリル）、光酸生成官能基を含むポリマー、それらのフッ素化変形形態などを含まない。
【００９４】
本発明の分子レジスト組成物は、典型的にはポリマーを実質的に含まないが、本分子レジスト組成物が、場合による表面キャッピング剤および／または滑剤などを含むことは、やはり本発明の範囲内である。キャッピング剤は、インキ組成物において、例えば、インキからの溶媒または他の化学種の蒸発を防止するため利用することができる。
【００９５】
本発明の分子レジスト組成物は、典型的にはポリマーを実質的に含まないが、本分子レジスト組成物が、有機アミンのダイマー、トリマー、テトラマーなどを含むことも、本発明の範囲内にある。このような有機アミンの多量体は、混合、貯蔵、塗布などの間にその場で形成することができる。有機アミンの多量体は、単に有機アミンモノマーを含むパターンと比較して、本発明の分子レジストの耐エッチング性に悪影響を及ぼすことはないであろうと思われる。多量体化学種は、存在する場合でも、本組成物の主成分とはならないだけの十分に低い濃度で典型的に存在する。例えば、いくつかの実施形態において、有機性の多量体化学種は、本分子レジスト組成物の約５０重量％未満、約４５重量％以下、約１０重量％以下、約５重量％以下、約３重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０５重量％以下または約０．０１重量％以下の濃度で存在する。別法として、本明細書において記述される有機アミンの多量体化学種は、本発明の分子レジストの主成分とすることができ、分子レジストの約５０重量％以上、約６０重量％以上、約７０重量％以上、約８０重量％以上または約９０重量％以上の濃度で存在することができる。
【００９６】
本分子レジスト組成物が、基板上に分子レジストパターンを形成した後で、部分重合を受け、かつ／または架橋されることも、本発明の範囲内にある。このような実施形態は、パターン形成機構として重合もしくはポリマーの脱重合を活用するため、光を使用してポリマー質エッチレジストを架橋するかもしくは脱重合させる方法とは若干異なる。これに反して、本発明の分子レジスト組成物のパターン形成は、光もしくは化学反応を利用せずに、例えば、自己配列または自己組織化方法により、達成することができ、その場合、重合が存在するとしても、典型的にはパターンが形成された後で起こり得るものである。
【００９７】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式Ｉの構造を有する有機アミン：
【００９８】
【化６】
2011520284.tif 000008
（式中、
ＡおよびＣは、独立に、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択され、またはＡおよびＣは、場合によって結合してマクロ環を形成し、
ＡおよびＣには、それぞれ少なくとも１個の二重結合が含まれ、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基または化学結合であり、
ｍは１〜３の整数である）またはその塩を含み、また
式Ｉの有機アミンには、Ａ、ＢおよびＣの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【００９９】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式ＩＩの構造を有する有機アミン：
【０１００】
【化７】
2011520284.tif 000009
（式中、
ＡおよびＣは、上記において定義した通りであり、
ＢおよびＢ１は独立に、場合によって置換されている架橋基であり、
ｍおよびｎは独立に、１〜３の整数である）またはその塩を含み、また
式ＩＩの有機アミンには、Ａ、Ｃ、ＢおよびＢ１の少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式ＩＩＩの構造を有する有機アミン：
【０１０２】
【化８】
2011520284.tif 000010
（式中、
ＡおよびＣは、上記において定義した通りであり、
Ｂ、Ｂ１およびＢ２は独立に、場合によって置換されている架橋基であり、
ｍ、ｎおよびｏは独立に、１〜３の整数である）またはその塩を含み、また
式ＩＩＩの有機アミンには、Ａ、Ｃ、Ｂ、Ｂ１およびＢ２の少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【０１０３】
本発明の、適切な場合によって置換されている架橋基Ｂには、遷移金属、アルミニウム，ケイ素、リン、ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、アンチモン、鉛、ビスマスおよびこれらの組合せから選択される金属も含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、本分子レジストには、式ＩＶの構造を有する有機アミン：
【０１０４】
【化９】
2011520284.tif 000011
（式中、
ＡおよびＣは、上記において定義した通りであり、
Ｍは、２価、３価、４価、５価もしくは６価金属であり、
Ｌは、単座、二座、三座もしくは四座配位子であり、
ｎは、０〜４の整数である）またはその塩を含み、また
式ＩＶの有機アミンには、Ａ、ＣおよびＬの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式Ｖの構造を有する有機アミン：
【０１０６】
【化１０】
2011520284.tif 000012
（式中、
環系ＡおよびＣは独立に、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜１４員環系であり、
Ｂは、場合によって置換されている架橋基であり、
Ｒ１は、本明細書において定義される通りであり、あるいは
Ｒ１とＲ３、もしくはＲ１とＲ５は、水素であり、または場合によって結合して、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアリールおよび場合によって置換されている複素環から選択される４員〜１４員環系を形成し、
Ｒ１とＲ２、もしくはＲ１とＲ４は独立に、水素であり、または場合によって結合して二重結合を形成し、またはＲ１は場合によって不在であり、
Ｒ２は、場合によって環Ａの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、Ｒ４は、場合によって環Ｃの環員と結合して二重結合または架橋基を形成し、またはＲ２およびＲ４は、場合によって不在であり、
Ａｒ１は、フェニル、ナフチルまたは芳香族複素環（これらのいずれも、場合によって置換されている）から選択される）またはその塩を含み、また
式Ｖの有機アミンには、Ａｒ１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、環系Ａ、環系Ｃ、Ｂの少なくとも１つに結合した少なくとも１個のアミン基、またはその場合による置換基が含まれる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、Ｂは単結合、二重結合または三重結合から選択される化学結合である。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、場合によって置換されている架橋基（すなわち、本明細書におけるＢ、Ｂ１およびＢ２）は、−ＣＲ１０Ｒ１１−、−ＣＲ１０＝、＝Ｃ＝、−Ｃ≡、−ＮＲ１０−、−Ｎ＝、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＰＲ１０−、−ＣＲ１０Ｒ１１−ＣＲ１２Ｒ１３−、−ＣＲ１０＝ＣＲ１１−、＝ＣＲ１０−ＣＲ１１Ｒ１２−、−ＣＲ１０Ｒ１１−ＣＲ１２＝、−Ｃ≡Ｃ−、≡Ｃ−ＣＲ１０Ｒ１１−、−ＣＲ１０Ｒ１１−Ｃ≡、−ＮＲ１０−ＣＲ１１Ｒ１２−、−ＣＲ１０Ｒ１１−ＮＲ１２−、−ＣＲ１０＝Ｎ−、−ＣＲ１０−ＮＲ１１−、−ＣＲ１０Ｒ１１−Ｎ＝、−ＣＲ１０＝Ｐ−、＝ＣＲ１０−ＰＲ１１−、−ＣＲ１０Ｒ１１−Ｐ＝、−ＮＲ１０−ＮＲ１１−、＝Ｎ−ＮＲ１０−、−ＮＲ１０−Ｎ＝、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｏ−ＣＲ１０Ｒ１１−、−ＣＲ１０Ｒ１１−Ｏ−、−Ｏ−ＣＲ１０＝、＝ＣＲ１０−Ｏ−、≡Ｃ−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ≡、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＲ１０Ｒ１１−、−ＣＲ１０Ｒ１１−Ｓ−、−Ｓ−ＣＲ１０＝、＝ＣＲ１０−Ｓ−、≡Ｃ−Ｓ−、−Ｓ−Ｃ≡、−Ｓ−Ｓ−およびこれらの組合せから選択される基であり、但し、Ｒ１（式Ｖにおける）、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３は独立に、Ｈ、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているシクロアルキル、場合によって置換されているアルケニル、場合によって置換されているアリール、場合によって置換されているヘテロアルキルおよび場合によって置換されている複素環から選択され、または、式ＩＩおよびＩＩＩの化合物では、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３のいずれもが、場合によって結合して、ＢとＢ１、ＢとＢ２、Ｂ１とＢ２、ならびにこれらの組合せ、を連結する化学結合を形成する。
【０１０９】
本明細書において使用される「アルキル（ａｌｋｙｌ）」または「アルク（ａｌｋ）」は、単独で、もしくは他の基の一部として、炭素原子１〜１２個、好ましくは１〜１０個、またより好ましくは１〜８個を含有する直鎖および分岐鎖両方の炭化水素、例えばメチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ｉｓｏ−ヘキシル、ヘプチル、４，４−ジメチルペンチル、オクチル、２，２，４−トリメチルペンチルなどが含まれる。本明細書において使用される「低級アルキル（ｌｏｗｅｒ  ａｌｋｙｌ）」は、炭素原子１〜４個を含有するこのような基を指す。特に指示されない限り、２つの異なる炭素原子において他の基と結合するための単結合を有するアルキル基は、「アルキレン」基と呼び、場合によって置換されている。いくつかの実施形態において、架橋基は、場合によって置換されているＣ３〜Ｃ８アルキレン（すなわち、メチレン（−ＣＨ２−）ｘ、但しｘは３〜８である）、場合によって分岐したその異性体、そのヘテロ原子変異体およびこれらの組合せである。
【０１１０】
本明細書において使用される「アルケニル（ａｌｋｅｎｙｌ）」は、単独で、もしくは他の基の一部として、炭素原子２〜１２個、好ましくは２〜１０個、またより好ましくは２〜８個の直鎖および分岐鎖基および／またはビラジカル、例えばビニル、２−プロペニル、３−ブテニル、２−ブテニル、４−ペンテニル、３−ペンテニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、２−ヘプテニル、３−ヘプテニル、４−ヘプテニル、３−オクテニル、３−ノネニル、４−デセニル、３−ウンデセニル、４−ドデセニル、４，８，１２−テトラデカトリエニルなどを指す。特に指示されない限り、アルケニル基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で、場合によって置換することができる。
【０１１１】
本明細書において使用される「アルキニル（ａｌｋｙｎｙｌ）」は、単独で、もしくは他の基の一部として、炭素原子２〜１２個、好ましくは２〜１０個、またより好ましくは２〜８個の直鎖および分岐鎖基、例えば２−プロピニル、３−ブチニル、２−ブチニル、４−ペンチニル、３−ペンチニル、２−ヘキシニル、３−ヘキシニル、２−ヘプチニル、３−ヘプチニル、４−ヘプチニル、３−オクチニル、３−ノニニル、４−デシニル、３−ウンデシニル、４−ドデシニルなどを指す。本明細書において使用される「低級アルキニル（ｌｏｗｅｒ  ａｌｋｙｎｙｌ）」は、炭素原子２〜４個を含有するこのような基を指す。特に指示されない限り、アルキニル基は、それぞれ出現の際同一もしくは異なることができる１つもしくは複数の「場合による置換基」で置換することができる。これらの置換基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で現れることができる。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、アルキル、アルケニルおよびアルキニル基は、それら自体、場合による置換基として機能することができ、その場合アルキル、アルケニルまたはアルキニル基は、１つの連結点、２つの異なった連結点およびこれらの組合せで単結合、二重結合または三重結合によって本発明の化合物に結合することができる。
【０１１３】
本明細書において使用される「シクロアルキル」は、単独で、もしくは他の基の一部として、１個もしくは複数の環を形成して炭素原子合計３〜１６個を含有する、また好ましくは１個もしくは複数の環を形成して炭素原子３〜１２個を含有する、飽和もしくは一部不飽和の（すなわち、１つもしくは複数の炭素−炭素二重結合を含有する）環１〜３個を含有する環状炭化水素基を指す。多環系は、縮合環もしくは架橋環またはその両方を含有できる。さらに、シクロアルキル基は、アリール環１〜２個に縮合させることができる。シクロアルキル基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロデシル、シクロドデシル、シクロヘキセニル、アダマンチル、デカヒドロナフチル、
【０１１４】
【化１１】
2011520284.tif 000013
が含まれるが、これらに限定されない。特に指示されない限り、シクロアルキル基は、それぞれ出現の際同一もしくは異なることができる１つもしくは複数の置換基で場合によって置換することができる。これらの置換基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で現れることができる。いくつかの実施形態において、架橋基は、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロヘプチレン、およびそれらの、場合によって一部不飽和の形態から選択される、場合によって置換されている２価環基である。
【０１１５】
本明細書において使用される「アリール」は、単独で、もしくは他の基の一部として、環状部分に炭素６〜１４個を含有する、単環状、二環状および三環状芳香族基（フェニル、ナフチル、アントリルおよびフェナントリルなど、しかしこれらに限定されない）を指し、また場合によって炭素環に縮合した１〜３個のさらなる環を場合によって含むことができる。特に指示されない限り、アリール基は、それぞれ出現の際同一もしくは異なることができる１つもしくは複数の場合による置換基で場合によって置換することができる。これらの置換基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で現れることができる。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、本発明の場合によって置換されている架橋基は、フェニレン、ペンタリレン、インデニレン、インダシレン、フェナリレン、ベンゾシクロオクチレン、フルオレニレン、アズリレン、ヘプタリレン、ナフチレン、アントリレン、アセナフテニレン、ビフェニレンおよびフェナントリレンから選択される、場合によって置換されている二価アリール基である。
【０１１７】
本明細書において使用される「複素環の（ｈｅｔｅｒｃｙｃｌｏ）」および「複素環の（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｙｌ）」は、単独で、もしくは他の基の一部として、１個または複数の環原子が炭素以外の元素である単環状もしくは多環状環系を指す。好ましい複素環系は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐおよびこれらの組合せから独立に選択される１〜４個の原子を有する。この環系は、不飽和、一部飽和、完全飽和または芳香族とすることができる。２個以上の環を含有する複素環基は、縮合または架橋することができる。ヘテロ原子は、場合によって酸化することができる。連結は、環系中の任意の利用可能な原子を介して行うことができる。特に指示されない限り、複素環基は、それぞれ出現の際同一もしくは異なることができる１つもしくは複数の「場合による置換基」で置換することができる。これらの置換基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で現れることができる。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、本発明の、場合によって置換されている架橋基は、ピロリジンジイル、チオフェンジイル、ベンゾチオフェンジイル、チアントレンジイル、ピペリジンジイル、ピペラジンジイル、モルホリンジイル、テトラヒドロフランジイル、フランジイル、ベンゾフランジイル、ｉｓｏ−ベンゾフランジイル、ピランジイル、クロメンジイル、キサンテンジイル、フェノキサチインジイル、ピロールジイル、イミダゾールジイル、ピラゾールジイル、ピリジンジイル、ピラジンジイル、ピリミジンジイル、ピリダジンジイル、インドリジンジイル、インドールジイル、ｉｓｏ−インドールジイル、プリンジイル、キノリンジイル、ｉｓｏ−キノリンジイル、フタラジンジイル、ナフチリジンジイル、キノキサリンジイル、キナゾリンジイル、シンノリンジイル、プテリジンジイル、カルバゾールジイル、カルボリンジイル、フェナントリジンジイル、アクリジンジイル、ペリミジンジイル、フェナントロリンジイル、フェナジンジイル、フェナルサジンジイル、ｉｓｏ−チアゾールジイル、フェノチアジンジイル、ｉｓｏ−キサゾールジイル、フラザンジイルおよびフェノキサジンジイルから選択される、場合によって置換されている二価複素環基である。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、架橋基は、場合によって置換されている３〜８員シクロアルキレン、場合によって置換されている４〜８員シクロアルケニレン、場合によって置換されている６〜１４員アリレン、場合によって置換されている３〜８員飽和ヘテロシクリレン、場合によって置換されている４〜８員不飽和ヘテロシクリレンおよび場合によって置換されている５〜１４員芳香族ヘテロシクリレンから選択される二価基である。
【０１２０】
特に指定されない限り、式Ｉ〜ＶＩＩの架橋基、環またはアリール基は、それぞれ出現の際同一もしくは異なることができる１つもしくは複数の「場合による置換基」で置換することができる。これらの置換基は、安定な化合物をもたらす任意の組合せにおける任意の場所で現れることができる。「場合による置換基」は下記から選択される：
ハロゲン（すなわち、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒまたは−Ｉ）、
ニトロ（すなわち、−ＮＯ２）、
シアノ（すなわち、−Ｃ≡Ｎ）、
ｉｓｏ−シアノ（すなわち、−Ｎ＋≡Ｃ−）、
ヒドロキシ（すなわち、−ＯＨ）、
チオ（すなわち、−ＳＨ）、
−ＣＨＯ、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができるアルキル、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができるアルケニキル、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができるアルキニル、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができるシクロアルキル、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができるアリール、
１回もしくは複数回出現するＲ２３により置換することができる複素環、
−ＯＲ２２（Ｒ２２はＨではないとの条件で）、
−ＳＲ２２（Ｒ２２はＨではないとの条件で）、
−Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ２２、
−ＣＯＯＲ２２、
−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ２２（Ｒ２２はＨではないとの条件で）、
−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ２４Ｒ２５、
−Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ２４Ｒ２５、
−Ｓ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｒ２２、
−Ｓ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｈ）ＣＯ２Ｒ２２（Ｒ２２はＨではないとの条件で）、
−ＮＲ２４Ｒ２５、
−Ｎ（Ｒ２４）Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ２５、
−Ｎ（Ｒ２４）Ｃ（Ｏ）ｘＲ２５（式中、ｘは１または２である）、
−Ｎ（Ｒ２４）Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ２５Ｒ２６、
−Ｎ（Ｒ２４）Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ２５Ｒ２６、
−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ２２、
−ＯＣ（＝Ｏ）ＯＲ２２、
−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ２５Ｒ２６、
−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ２５Ｒ２６、
−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ２５、
オキソ（すなわち、＝Ｏ）、
チオキソ（すなわち、＝Ｓ）、
イミノ（すなわち、＝ＮＲ２７）、
−ＮＲ２７Ｃ（＝ＮＲ２８）Ｒ２９、
−ＮＲ２７Ｃ（＝ＮＲ２８）Ｒ２９Ｒ３０、
−Ｃ（＝ＮＲ２７）ＮＲ２８Ｒ２９、
−ＯＣ（＝ＮＲ２７）ＮＲ２８Ｒ２９、
−ＯＣ（＝ＮＲ２７）Ｒ２８、
−Ｃ（＝ＮＲ２７）Ｒ２８、および
−Ｃ（＝ＮＲ２７）ＯＲ２２。
【０１２１】
本明細書において使用される「Ｒ２２」は、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ３〜Ｃ６シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ１〜Ｃ６複素環（それぞれ、Ｒ２３が１〜３回独立に出現することにより置換できる）から選択される基である。
【０１２２】
本明細書において使用される「Ｒ２３」は、ハロゲン、ニトロ、シアノ、ｉｓｏ−シアノ、−ＯＲ３１、ヒドロキシ、低級アルコキシ、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、シアノ、イソシアノ、カルボメトキシ、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ２、−ＣＨＯ、−ＳＲ３１、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ３１、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３１、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ３２Ｒ３３、−Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ３２Ｒ３３、−ＮＲ３２Ｒ３３、−Ｎ（Ｒ３２）ＳＯ２Ｒ３３、−Ｎ（Ｒ３２）Ｃ（Ｏ）ｘＲ３３（式中、ｘは１または２である）、−Ｎ（Ｒ３２）Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ３３Ｒ３４、−Ｎ（Ｒ３２）ＳＯ２ＮＲ３３Ｒ３４、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ３１、−ＯＣ（＝Ｏ）ＯＲ３１、−Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ３１、−Ｓ（＝Ｏ）２Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｒ３１、−ＳＯ２Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ３１（式中、Ｒ３１はＨではない）、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＳＯ２ＮＲ３２Ｒ３３、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＳＯ２Ｒ３１、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ３２Ｒ３３、−ＮＲ３５−Ｃ（＝ＮＲ３６）Ｒ３７、−ＮＲ３５−Ｃ（＝ＮＲ３６）ＯＲ３１、−ＮＲ３５−Ｃ（＝ＮＲ３６）ＮＲ３７Ｒ３８、−Ｃ（＝ＮＲ３５）ＮＲ３６Ｒ３７、−ＯＣ（＝ＮＲ３５）Ｒ３６、−ＯＣ（＝ＮＲ３５）ＮＲ３６Ｒ３７、および−Ｃ（＝ＮＲ３５）ＯＲ３１から選択される基である。
【０１２３】
本明細書において使用される「Ｒ２４」、「Ｒ２５」および「Ｒ２６」は、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ４アルキニル、Ｃ３〜Ｃ６シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ４〜Ｃ６複素環（それぞれ、Ｒ２３が１〜３回独立に出現することにより置換できる）から独立に選択される基であり、あるいは、Ｒ２４とＲ２５、またはＲ２４とＲ２６、またはＲ２５とＲ２６は結合して５〜８員複素環状環を形成し、この環は、その置換基が１個もしくは複数個生じ得るＲ２３である複素環として定義される。
【０１２４】
本明細書において使用される「Ｒ２７」、「Ｒ２８」、「Ｒ２９」および「Ｒ３０」は、−Ｈ、ハロゲン、ニトロ、シアノ、ｉｓｏ−シアノ、ヒドロキシ、−Ｏ（Ｃ１〜Ｃ６アルキル）、−Ｃ（Ｏ）Ｒ２２、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ２４Ｒ２５、−ＣＯ２Ｒ２２（Ｒ２２はＨではないとの条件で）、−Ｓ（＝Ｏ）２Ｒ２２、−Ｓ（＝Ｏ）２ＮＲ２４Ｒ２５、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、Ｃ２〜Ｃ８アルケニル、Ｃ２〜Ｃ８アルキニル、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、Ｃ６〜Ｃ１０アリールまたはＣ１〜Ｃ９複素環から独立に選択される基であり、あるいは、Ｒ２７とＲ２８、またはＲ２７とＲ２９、またはＲ２７とＲ３０、またはＲ２８とＲ２９、またはＲ２８とＲ３０、またはＲ２９とＲ３０は、アルキレンもしくはアルケニレン鎖によって結合して、５〜８員環を形成し、この環は１個もしくは複数個生じるＲ２３により場合によって置換され得る。
【０１２５】
本明細書において使用される「Ｒ３１」、は、非置換の低級アルキル、アルケニル、非置換のアルキニル、非置換のシクロアルキル、非置換のアリールおよび非置換の複素環から選択される基である。
【０１２６】
本明細書において使用される「Ｒ３２」、「Ｒ３３」および「Ｒ３４」は、非置換の低級アルキル、非置換の低級アルケニル、非置換の低級アルキニル、非置換のシクロアルキル、非置換のアリール、非置換の複素環から独立に選択される基であり、あるいは、Ｒ３２とＲ３３、またはＲ３２とＲ３４、またはＲ３３とＲ３４、は、非置換のアルキレンもしくは非置換のアルケニレン鎖によって結合して、非置換の５〜８員複素環を形成する。
【０１２７】
本明細書において使用される「Ｒ３５」、「Ｒ３６」、「Ｒ３７」および「Ｒ３８」は、ニトロ、シアノ、ｉｓｏ−シアノ、非置換のアルキル、非置換のアルケニル、非置換のアルキニル、非置換のシクロアルキル、非置換のアリール、非置換の複素環から選択される基であり、あるいは、Ｒ３５とＲ３６、またはＲ３５とＲ３７、またはＲ３５とＲ３８、またはＲ３６とＲ３７、またはＲ３６とＲ３８、またはＲ３７とＲ３８は、非置換のアルキレン鎖もしくは非置換のアルケニレン鎖によって結合して、非置換の５〜８員複素環を形成する。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、架橋基が１個もしくは複数個の置換基に結合して、マクロ環を形成することができる。本明細書において使用される「マクロ環」は、１２員以上を含む環を指す。本発明に関して使用するのに適した例示的なマクロ環を含有する化学種には、アミン置換ポルフィリン、アミン置換が含まれるが、これらに限定されない。
【０１２９】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式ＶＩの構造を有する有機アミン：
【０１３０】
【化１２】
2011520284.tif 000014
（式中、
Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４、Ｒ５５およびＲ５６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、Ｒ５７、Ｒ５８およびＲ５９は独立に、水素またはメチルであり、Ｒ６０は、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルである）またはその塩を含む。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物は、式ＶＩＩの構造を有する有機アミン：
【０１３２】
【化１３】
2011520284.tif 000015
（式中、
Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４、Ｒ６５およびＲ６６は独立に、水素またはＣ１〜Ｃ４アルキルであり、Ｒ６７、Ｒ６８およびＲ６９は独立に、水素またはメチルであり、Ｘ−は、一価アニオンである）またはその塩を含む。
【０１３３】
有機アミンの全ての立体異性体は、混合物として、または純粋もしくは実質的に純粋な形態で企図される。有機アミンは、任意の１個またはＲ置換基を含む、任意の炭素原子において不斉中心を有することができる。したがって、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩの有機アミンは、鏡像異性体またはジアステレオマー形態またはこれらの混合物として存在することができる。
【０１３４】
有機アミンは、いくつかの窒素または硫黄原子において不斉中心を有することもできる。したがって、これらの異性体またはそれらの混合物は、本発明の一部である。
【０１３５】
本発明は、本シリーズの選択された有機アミンにおける構造不斉の結果として生じる、立体異性体ならびに光学異性体、例えば鏡像異性体の混合物ならびに個々の鏡像異性体およびジアステレオマー、の使用を包含すると考えられる。本発明が、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩの有機アミンの互変異性体の使用を包含することがさらに理解される。互変異性体は当技術分野で周知であり、ケト−エノール互変異性体が含まれる。
【０１３６】
本発明に関して使用するための有機アミンは、他のキラリティの例、例えばアトロプ異性などを発揮することもできる。したがって、これらの異性体またはそれらの混合物は、本発明の一部である。
【０１３７】
本発明に関して使用するための有機アミンは、水和することを含み、溶媒和することもできる。水和は、有機アミンの製造、分子レジストの配合、または貯蔵中に生じる可能性があり、あるいは水和は、化合物の吸湿性のため、時間が経つと生じる可能性がある。
【０１３８】
本発明に関して使用するための有機アミンは、種々の量の、炭素、水素、窒素、酸素、硫黄、ハロゲンなどの同位体、例えば１３Ｃ、１４Ｃ、重水素、トリチウム、１５Ｎ、１８Ｏ、１２８Ｉなどを含有することもできる。いくつかの同位体含有物は天然に産出するが、本発明に関して使用するための有機アミンでは、これらの１つまたは複数のものが富化もしくは減損している可能性がある。したがって、これらの同位体またはそれらの混合物は、本発明の一部である。
【０１３９】
式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩまたはＶＩＩの有機アミンのいずれかにおいて、何らかの変数が２回以上出現する場合、特に指示されない限り、それぞれの出現の際のその定義は、他の出現毎におけるその定義とは独立である。また、置換基および／または変数の組合せは、このような組合せが安定な化合物をもたらす場合にのみ許容可能である。
【０１４０】
上記において使用されるあらゆる用語について詳細な定義は提供されていないが、それぞれの用語は、当業者により理解されるものである。
【０１４１】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは：
塩化４−（ビス（４−アミノフェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエンイミニウム、
塩化４−（ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）メチレン）−２−メチルシクロヘキサ−２，５−ジエンイミニウム、
塩化Ｎ−（４−（ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）メタンアミニウム、
塩化Ｎ−（４−（ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム、
塩化Ｎ−（４−（ビス（４−（ジエチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）−Ｎ−エチルエタンアミニウム、
４，４’，４”−メタントリイルトリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン）、
塩化Ｎ−（９−カルバモイル−６，７−ジヒドロキシ−３Ｈ−フェノキサジン−３−イリデン）−Ｎ−エチルエタンアミニウム、
塩化Ｎ−（９Ｈ−ベンゾ［ａ］フェノキサジン−９−イリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム、
塩化Ｎ−（７−（ジメチルアミノ）−３Ｈ−フェノチアジン−３−イリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム、
塩化９−アセトアミド−５Ｈ−ベンゾ［ａ］フェノキサジン−５−イミニウム、
（Ｚ）−１−（（４−メチル−２−ニトロフェニル）ジアゼニル）ナフタレン−２−オール、
銅（ＩＩ）フタロシアニン、
５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）ポルフィリン、
４，４’，４”，４’”−（ポルフィリン−５，１０，１５，２０−テトライル）テトラキス安息香酸、
トリス（４−アミノフェニル）メタノール、
（Ｚ）−３−（（（４−（（４−（ジエチルアミノ）フェニル）（４−（エチル（３−スルホナトベンジル）アミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）（エチル）アンモニオ）メチル）ベンゼンスルホン酸ナトリウム、
６−（ジメチルアミノ）−３，３−ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）ｉｓｏ−ベンゾフラン−１（３Ｈ）−オン、およびこれらの組合せから選択される化合物である。
【０１４２】
いくつかの実施形態において、この有機アミンは、アシッドブルー２５、アシッドブルー２９、アシッドブルー４０、アシッドブルー４５、アシッドブルー８０、アシッドブルー９２、アシッドブルー１１９、アシッドブルー１２０、アシッドブルー１２９、アシッドブラック２４、アシッドブラック４８、酸性フクシン、塩基性フクシン、ニューフクシン、アシッドグリーン２５、アシッドグリーン２７、アシッドオレンジ８、アシッドオレンジ５１、アシッドオレンジ６３、アシッドオレンジ７４、アシッドレッド１、アシッドレッド４、アシッドレッド８、アシッドレッド３７、アシッドレッド８８、アシッドレッド９７、アシッドレッド１１４、アシッドレッド１５１、アシッドレッド１８３、アシッドレッド１８３、メチルバイオレット、メチルバイオレットＢ、メチルバイオレット２Ｂ、エチルバイオレット、アシッドバイオレット、アシッドバイオレット１、アシッドバイオレット５、アシッドバイオレット６、アシッドバイオレット７、アシッドバイオレット９、アシッドバイオレット１７、アシッドバイオレット２０、アシッドバイオレット３０、アシッドバイオレット３４、アシッドアリザリンバイオレットＮ、アシッドイエロー１４、アシッドイエロー１７、アシッドイエロー２５、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー７６、アシッドイエロー９９、ベーシックバイオレット１、ベーシックバイオレット３、ベンジルバイオレット４Ｂ、Ｃｏｏｍａｓｓｉｅ（登録商標）バイオレットＲ２００、クリスタルバイオレット、ロイコクリスタルバイオレット、レゾルシンクリスタルバイオレット、クリスタルバイオレットラクトン、ダイレクトバイオレット１７、ダイレクトバイオレット３８、ダイレクトバイオレット５１、ファストバイオレットＢ、ゲンチアンバイオレット、パラローズアニリン塩基、クレゾールフタレインコンプレキソン、クレシルバイオレットアセテート、クレシルバイオレットパークロレート、クレシルバイオレットパークロレート、ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット−ホルマザン、メチレンバイオレット３ＲＡＸ、ピオクタニンブルー、ピロカテコールバイオレット、レマゾールブリリアントバイオレット５Ｒ、ローダミンＢ、テトラゾリウムバイオレット、ビオラミンＲ、ファストレッドバイオレット１Ｂ塩基、塩化ヨードニトロテトラゾリウム、ロイコパテントブルーバイオレット、チオニンアセテート、カルコミンバイオレットＮ、ディスパースバイオレット１３、ディスパースバイオレット１７、ディスパースバイオレット２８、フェノールバイオレット、ポンタクロームバイオレットＳＷ、反応性バイオレット５、バットバイオレット１、ウールバイオレット、エリオクロームバイオレット５Ｂ、オメガクロームダークバイオレットＤ、ロイコマラカイトグリーン、ならびにこれらの塩およびイオノマー、ならびにこれらの組合せから選択される化合物である。
【０１４３】
本発明の分子レジストには、基板に配置する（例えば、注ぐ、噴霧する、付着させる、または他の方法で適用する）ことができる溶液、懸濁液、ゲル、クリーム、にかわ、接着剤、液体、粘稠な液体、半固体、粉末、固体などが含まれる。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、本発明の分子レジスト組成物は、溶媒を含む。適切な溶媒には、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩまたはＶＩＩの有機アミンが、約０．００５重量％以上、約０．０１重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．５重量％以上、約１重量％以上または約２重量％以上の溶解度を有するものが含まれる。
【０１４５】
本発明に関して使用するための溶媒には、共にプロトン性および非プロトン性溶媒を含み、非極性および極性溶媒の両方が含まれる。
【０１４６】
いくつかの実施形態において、本分子レジストで使用するのに適した溶媒は、水、Ｃ１〜Ｃ８アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）；Ｃ６〜Ｃ１２直鎖、分岐および環状炭化水素（例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロオクタン、デカリンなど）；Ｃ５〜Ｃ１４芳香族溶媒（例えば、ピリジン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメンなど）；Ｃ３〜Ｃ１０アルキルケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）；Ｃ３〜Ｃ１０エステル（例えば、酢酸エチルなど）；Ｃ４〜Ｃ１０アルキルエーテル（例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、ＴＨＦなど）；アルキル、シクロアルキルおよびアラルキルアミド（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンなど）；塩素化溶媒（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼンなど）およびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知の他の溶媒から選択される。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、溶媒は、約５重量％〜約９９．９９重量％の濃度で分子レジスト組成物中に存在する。いくつかの実施形態において、溶媒は、分子レジストの約９９．９９重量％、約９９．９５重量％、約９９．９重量％、約９９．５重量％、約９９重量％、約９８重量％、約９７重量％、約９５重量％、約９０重量％または約８０重量％の最大濃度で分子レジスト組成物中に存在する。いくつかの実施形態において、溶媒は、分子レジスト組成物の約５重量％、約１０重量％、約２５重量％、約５０重量％、約７５重量％、約９０重量％、約９５重量％、約９６重量％、約９７重量％または約９８重量％の最小濃度で存在する。
【０１４８】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、固体または粉末を含む。例えば、いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、乾燥形態または溶媒中に懸濁したもののいずれかで存在し、パターンとして基板に適用される有機アミンを含む粉末を含む。次いで、この乾燥したもしくは濡れた粉末は、溶融、溶解または他の方法で活性化して、パターンを提供し、そのパターンが基板の選択された領域上に連続的コーティングを形成する。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、本質的に、約０．０１重量％〜約５重量％の濃度における有機アミンと、約８０重量％以上の濃度における、沸点１００℃未満を有する第１の溶媒と、約１５重量％以下の濃度における、沸点１００℃以上を有する少なくとも１種の第２の溶媒と、場合による界面活性剤もしくは安定剤とからなるものである。
【０１５０】
本明細書において使用される「本質的に、なる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」とは、１種または複数の導電性有機アミン、１種または複数の第１の溶媒、および１種または複数の第２の溶媒を含む分子レジスト組成物を指す。したがって、本発明の分子レジスト組成物には、分子レジスト組成物中に少なくとも１種のそれぞれの成分が存在する限り、有機アミンと、多成分有機溶媒混合物とが含まれ得る。
【０１５１】
いくつかの実施形態において、溶媒は、溶媒混合物を含む。いずれの特定の学説にも捉われずに、分子レジスト組成物中の溶媒の混合物は、いくつかの実施形態において、単一溶媒を含む分子レジスト組成物に優る利点をもたらす。例えば、溶媒混合物は、組成物の溶解度、塗布性（すなわち、分子レジストによる基板の濡れ）、乾燥速度、コスト、安定性などのいずれか１つのバランスを取って選択することができる。いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は第１の高揮発性溶媒（すなわち、２５℃において約３０ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する溶媒）および少なくとも１種の第２の低揮発性溶媒（すなわち、２５℃において約３０ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有する溶媒）を含む。高揮発性溶媒は、分子レジストの配置後速やかに除去されて、高処理量の製造に特に良好に適合した組成物をもたらすことができる。分子レジストから除去するのがより困難である低揮発性溶媒によって、有機アミンにより形成されるパターンが連続的となり、かつピンホール、亀裂および他の欠陥を含まないことを確実にすることができる。
【０１５２】
いくつかの実施形態において、この溶媒は、１００℃未満の沸点を有する第１の溶媒、および第１の溶媒よりも高い沸点を有する少なくとも１種の第２の溶媒を含む。いくつかの実施形態において、第１の溶媒は、約１０重量％〜約９０重量％、約１５重量％〜約８５重量％、約２５重量％〜約８５重量％、約４０重量％〜約８０重量％または約５０重量％〜約７５重量％の濃度で分子レジスト中に存在する。いくつかの実施形態において、第１の溶媒は、約８０重量％以上、約８５重量％以上、約９０重量％以上、約９５重量％以上、約９７重量％以上、約９８重量％以上、約９９重量％以上、約９９．５重量％以上または約９９．９重量％以上の濃度で分子レジスト中に存在する。
【０１５３】
いくつかの実施形態において、第１の溶媒よりも低い沸点を有する少なくとも１種の第２の溶媒は、約１００℃以上、約１２０℃以上、約１２５℃以上、約１３０℃以上、約１３５℃以上、約１４０℃以上、約１５０℃以上または約１６０℃以上の沸点を有する。いくつかの実施形態において、約１００℃以上の沸点を有する少なくとも１種の第２の溶媒は、分子レジストの約１５重量％以下、約１０重量％以下、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下または約０．１重量％以下の濃度で存在する。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、この溶媒は、２５℃において約３０ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する第１の溶媒、および第１の溶媒よりも低い蒸気圧を有する少なくとも１種の第２の溶媒を含む。いくつかの実施形態において、第１の溶媒は、２５℃において約３０ｍｍＨｇ以上、約３５ｍｍＨｇ以上、約４０ｍｍＨｇ以上、約４５ｍｍＨｇ以上、約５０ｍｍＨｇ以上、約５５ｍｍＨｇ以上、約６０ｍｍＨｇ以上、約７０ｍｍＨｇ以上、約８０ｍｍＨｇ以上または約１００ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する。
【０１５５】
いくつかの実施形態において、本分子レジスト組成物中の第１の溶媒は、メタノール、エタノール、ｉｓｏ−プロパノール、直鎖、分岐および環状炭化水素（例えば、ベンゼン、ヘキサン、シクロヘキサンなど）、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸プロピル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなど、ならびにこれらの組合せからの非限定的な群から選択される。いくつかの実施形態において、第１の溶媒はエタノールである。
【０１５６】
いくつかの実施形態において、第２の溶媒は、第１の溶媒よりも低い蒸気圧を有する。いくつかの実施形態において、第２の溶媒は、２５℃において約３０ｍｍＨｇ以下、約２５ｍｍＨｇ以下、約２０ｍｍＨｇ以下、約１５ｍｍＨｇ以下または約１０ｍｍＨｇ以下の蒸気圧を有する。いくつかの実施形態において、第２の溶媒は、芳香族溶媒である。例示的、非限定的な、２５℃において約３０ｍｍＨｇ以下の蒸気圧を有する第２の溶媒には、オクタン、デカン、ドデカン、ジエチルケトン、テトラリン、デカリン、酢酸ブチル、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、トルエン、キシレン、クメン、シメン、メシチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンおよび他の置換されている芳香族溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど、ならびに当業者に公知である他の溶媒が含まれる。いくつかの実施形態において、２５℃で約３０ｍｍＨｇ以下の蒸気圧を有する少なくとも１種の第２の溶媒は、分子レジストの約１５重量％以下、約１０重量％以下、約５重量％以下、約２重量％以下、約１重量％以下、約０．５重量％以下または約０．１重量％以下の濃度で存在する。
【０１５７】
いくつかの実施形態において、この分子レジスト組成物は、その粘度を調節するため配合される。粘度を調節することができるパラメータ―には、溶媒組成、溶媒濃度、有機アミン上の官能基の存在（すなわち、両性イオンなど）など、およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【０１５８】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、約０．０１ｃＰ〜約１，０００ｃＰ、約１ｃＰ〜約５００ｃＰ、約１ｃＰ〜約１００ｃＰまたは約１ｃＰ〜約５０ｃＰの粘度を有する。いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、約０．０１ｃＰ、約０．１ｃＰ、約１ｃＰ、約２ｃＰ、約５ｃＰ、約１０ｃＰ、約１５ｃＰ、約２０ｃＰ、約２５ｃＰ、約３０ｃＰ、約４０ｃＰまたは約５０ｃＰの最小粘度を有する。いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、約１，０００ｃＰ、約５００ｃＰ、約１００ｃＰ、約７５ｃＰ、約５０ｃＰ、約２５ｃＰまたは約１０ｃＰの最大粘度を有する。いくつかの実施形態において、分子レジストは、調節可能な粘度、および／または１種または複数の外部条件によって調節することができる粘度を有する。
【０１５９】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、場合による界面活性剤をさらに含む。本発明に関して使用するのに適した界面活性剤には、脂肪族フルオロカーボン基を含むフルオロカーボン界面活性剤（例えば、ＺＯＮＹＬ（登録商標）ＦＳＡおよびＦＳＮフルオロ界面活性剤、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、デラウエア州）；フッ素化アルキルアルコキシレート（例えば、ＦＬＵＯＲＡＤ（登録商標）界面活性剤、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ミネソタ州）；脂肪族基を有する炭化水素界面活性剤（例えば、炭素原子６〜１２個を有するアルキル基を含むアルキルフェノールエトキシレート、例えばＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ社、Ｄａｎｂｕｒｙ、コネティカット州、として入手可能なオクチルフェノールエトキシレートなど）；シランおよびシロキサンなどのシリコーン界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレン変性ポリジメチルシロキサン例えばＤＯＷ  ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）Ｑ２−５２１１およびＱ２−５２１２、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｄｌａｎｄ、ミシガン州など）；フッ素化シリコーン界面活性剤（例えば、フッ素化ポリシラン例えばＬＥＶＥＬＥＮＥ（登録商標）１００、Ｅｃｏｌｏｇｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｗａｔｅｒｔｏｗｎ、マサチューセッツ州）およびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知の任意の他の界面活性剤が含まれるが、それらに限定されない。いずれの特定の学説にも捉われずに、いくつかの実施形態において、界面活性剤は、分子レジストの性質を改変して、有機アミンによる基板の濡れを改善することができる。
【０１６０】
いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物は、場合による安定剤をさらに含む。「安定剤」とは、分子レジスト組成物の安定性を改善することができる（例えば、有機アミンの分解を抑制することによって）化合物、分子または化学種を指す。安定剤は、過酸化物を捕捉する化学種、遊離基を捕捉する化学種、ＵＶ吸収性の化学種、キレート化化学種およびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知である任意の他の安定化化合物を含むことができる。本発明において使用するのに適した安定剤には、置換されたアルキルおよびヘテロアルキル化学種（例えば、ビオチン、カロテノイド、アジピン酸、アルファリポ酸、アスコルビルパルミテートなど）、金属化学種、置換アリールおよびアラルキル化学種（例えば、トコフェロール、ブチル化ヒドロキシトルエン、ブチル化ヒドロキシアニソール）、イオン性化学種（例えば、クエン酸カルシウム、メタ重硫酸ナトリウムなど）おならびにこれらの組合せ、ならびに当業者に公知の他の安定剤が含まれるが、それらに限定されない。
【０１６１】
いくつかの実施形態において、本発明の分子レジスト組成物は、ペンなどの標準的な筆記具で使用するのに適したインキ組成物中に通例存在する賦形剤などを、実質的に含まない。例えば、いくつかの実施形態において、本発明の分子レジスト組成物は、消泡剤、キャッピング剤などを含まない。
【０１６２】
本発明の分子レジスト組成物は、ＳＡＭ形成性化学種を含むインキに優る利点をもたらす。いずれの特定の学説にも捉われずに、ＳＡＭ形成性の化学種によりパターン形成することができる基板の範囲は、典型的にＳＡＭ形成性のモノマーもしくは化学種と共有結合を形成することが可能な基板に限定される。したがって、ＳＡＭは多くの金属、ガラスなどの上に容易に形成することができるが、コンポジット基板では、ＳＡＭを使用してパターン形成するのが特に困難である恐れがある。その上、ＳＡＭは、ピンホール、粒界欠陥、不完全なＳＡＭ被覆領域などの欠陥形成を起こし易く、また接触により容易に損傷される恐れもある。本発明の分子レジストは、基板からＳＡＭを完全に除去することが可能な多くの湿式エッチング剤配合物に対し少なくとも部分的に抵抗性を示すことによって証拠付けられるように、ＳＡＭよりも化学的にも機械的にも頑丈である。さらに、ＳＡＭはしばしば、端部に直近のＳＡＭパターン領域がより密度が高い端部優勢効果を呈する。これにより、ＳＡＭパターンの種々の領域にわたって一様でないエッチング抵抗性を招く恐れがある。これに反して、本発明の分子エッチレジストを使用して形成されるパターンは、概して厚さが均一であり、そのため優れた耐エッチング性を提供する。その上、本発明の分子レジストは、非共有結合相互作用により基板に接着するので、ＳＡＭによりパターン形成することが不可能な広く様々な基板に、本分子レジストを使用してパターン形成することができる。
【０１６３】
本分子レジスト組成物は、またそれから形成されるパターンも、化学的に増強または補強されているＳＡＭに優る利点を提供する。いずれの特定の学説にも捉われずに、ＳＡＭ上に化学種を配置することにより形成されるエッチレジストパターンは、その場合付着が疎水性相互作用などの非共有結合相互作用に依存しており、丸い端部を有するパターンをもたらす。いくつかの実施形態において、ＳＡＭテンプレート上に自己配列性付着により形成されるエッチレジストパターンは、９０°コーナーを有するエッチングされたフィーチャ（すなわちサブトラクティブフィーチャ）を形成する能力がない結果をもたらす。これに反して、本発明の分子レジストパターンにより、９０°コーナー、湾曲部、およびこれらの組合せを含む任意のサイズまたは形状を有するフィーチャの形成が可能になる。さらに、本発明の分子エッチレジスト組成物は、増強されたＳＡＭパターンよりも大きな安定性を有する固体の頑丈な薄膜を形成することが可能である。さらに、本発明の分子エッチレジストにより形成される薄膜は、増強もしくは補強されたＳＡＭパターンよりも典型的に薄いが、より大きな耐エッチング性および安定性を示す。
【０１６４】
本発明の分子レジスト組成物はまた、従来のポリマー系エッチレジストに優る顕著な利点も提供する。ポリマー質エッチレジストは、スピンコーティングまたは噴霧などのブランケット付着方法によって典型的に付着されており、それには平坦なもしくは平面の基板を必要とする。しかし、本発明の分子レジスト組成物は、形状、曲率などに係りなく任意の基板上にパターン形成することができる。さらに、本発明の分子エッチレジストは、コストの高いリソグラフ装置を使用して露光させる必要性がなく、自己組織化によりパターンを形成することができる。例えば、本発明の分子エッチレジストは、典型的に、疎水−親水性相互作用などの表面相互作用によって基板上でパターンを自己組織化しており、その場合基板上の横方向に画定された官能基により、分子レジストで被覆された、もしくは分子レジストが存在しない基板領域を導くことが可能になる。このような付着方法では、典型的に、ポリマーを使用することは不可能である。さらに、本発明の分子レジストは、典型的に単一分子またはその混合物であり、特殊なパッケージ形成、重合の抑制などを必要としない。したがって、本発明の分子レジスト組成物は、ポリマー質エッチレジストに優る顕著なコスト的利点を提供する。
【０１６５】
本発明はまた、表面を有する基板であり、かつその表面上に、
（ａ）約５００μｍ以下の少なくとも１つの横寸法を有する、有機アミンを含むパターンと、
（ｂ）そのパターンに隣接する、またそのパターンによって被覆されない表面領域を被覆する、ＳＡＭ形成性化学種を含む薄膜と
を備える基板を含む組成物も対象とする。
【０１６６】
いくつかの実施形態において、有機アミンを含むパターンは、少なくとも一部の基板上において約５ｎｍ〜約１００μｍの高さを有する。いくつかの実施形態において、有機アミンを含むパターンは、ＳＡＭ形成性化学種を含む薄膜の厚さの少なくとも約３倍、少なくとも約５倍、少なくとも約１０倍、少なくとも約１５倍、少なくとも約２０倍、少なくとも約２５倍、少なくとも約３０倍、少なくとも約４０倍または少なくとも約５０倍の大きさである厚さ（すなわち高さまたは縦寸法）を有する。
【０１６７】
基板上のＳＡＭパターン、または表面官能基を含むパターンを使用して、分子レジストパターンの付着を導くことができる。パターン形成された基板を、エッチング剤などの反応性組成物に曝露すると、分子レジストパターンによって保護（すなわち被覆）されない基板領域の変性をもたらすであろう。
【０１６８】
本発明はまた、少なくとも１つのエッチングした圧痕をその中に含む表面を有する基板であり、そのエッチングした圧痕が、その表面内において少なくとも１つの、約５００μｍ以下の横寸法を有するパターンを形成し、またそのパターンの盛り上がった領域上に、非共有結合交互作用によってその基板に接着した有機アミンを含む薄膜を有し、そのエッチングした圧痕には有機アミンが存在しない基板を含む組成物も対象とする。
【０１６９】
エッチングされた圧痕の側壁は、垂直（すなわち、基板の表面に対し直角）、湾曲および／またはテーパ付きである。テーパ付き側壁を有する圧痕について、圧痕の側壁は、約３０°〜約１５０°、約４５°〜約１３５°、約６０°〜約１２０°、約７５°〜約１０５°または約８５°〜約９５°の基板の表面との角度を形成することができる。
【０１７０】
いくつかの実施形態において、有機アミンを含む薄膜またはパターンは、基板に貫入もしくは浸透しない。有機アミンは、例えば溶媒、機械的力、接着剤などを使用して、基板から除去することができる。
方法
本発明は、基板のパターン形成方法であって、
有機アミンを含む分子レジスト組成物を、基板上に配置するステップであり、
その場合、この有機アミンが、少なくとも１つの横寸法約５００μｍ以下を有するパターンとして、非共有結合交互作用によって基板に接着しているステップと、
このパターンによって被覆されない基板の部分を反応させて、その上にフィーチャを形成するステップであり、その場合フィーチャが、このパターンによって画定される横寸法を有するステップと
を含む方法を対象とする。
【０１７１】
本明細書において使用される「配置するステップ（ｄｉｓｐｏｓｉｎｇ）」とは、基板上に分子コーティングおよび／またはパターンを形成することが可能な付着、塗布、コーティング、印刷およびリソグラフィ方法を指す。配置するステップには、インクジェット印刷、文書作成、ディップペンリソグラフィ印刷、蒸着、エーロゾル付着、昇華、シリンジ付着、噴霧コーティング、スピンコーティング、はけ塗りおよびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知の任意の他の印刷方法が含まれるが、それらに限定されない。
【０１７２】
いくつかの実施形態において、配置するステップには、テンプレート化付着方法例えば、ソフトリソグラフィ方法、ステンシル方法、スクリーン印刷方法などが含まれるが、それらに限定されない。ソフトリソグラフィ方法には、マイクロコンタクトプリント、マイクロトランスファー成形、毛細管マイクロトランスファー成形およびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知のスタンプを使用する他の付着方法が含まれるが、それらに限定されない。本明細書において使用される「スタンプ」とは、そのスタンプの少なくとも１つの表面にパターンを画定する圧痕を有する三次元物体を指す。
【０１７３】
いくつかの実施形態において、配置するステップは、ステンシル、スクリーン印刷、シャドウマスクデポジションおよびこれらの組合せを含む。本明細書において使用される「ステンシル」とは、物体の２つの反対側の表面を貫通してそこに開口部を形成する、少なくとも１つの開口部を有する三次元物体を指す。分子レジストは、ステンシルを基板に接触させるステップにより、または基板上方の固定された位置にステンシルを保持し、ステンシルの少なくとも１つの開口部を通して分子レジストを基板上に配置するステップにより、ステンシルの開口部によって画定されたパターンで基板に塗布することができる。
【０１７４】
本発明に関して使用するためのスタンプおよびステンシルは、形状によって特に制約されず、平坦、湾曲、平滑、粗面、起伏のあるもの、およびこれらの組合せとすることができる。スタンプの厚さは、均斉とし、または変動させることができる。いくつかの実施形態において、スタンプまたはステンシルは、基板にぴったり密着して接触させるのに適した三次元形状を有することができる。いくつかの実施形態において、スタンプの三次元形状は非平面もしくは湾曲したものであり、具体的にはパターン形成される基板の形状で形成される。スタンプまたはステンシルは、同一もしくは異なるパターンを含む多重パターン化された表面を備えることができる。いくつかの実施形態において、スタンプまたはステンシルは、円筒を備え、その場合円筒の湾曲面内の１つまたは複数の圧痕がパターンを画定する。円筒状のスタンプまたはステンシルが基板上を横切って回転すると、分子レジストまたはＳＡＭ形成性化学種がスタンプから、もしくはステンシルを通って転写され、円筒状のスタンプまたはステンシルが基板を横断するにつれて、パターンが繰り返される。分子レジスト組成物またはＳＡＭ形成性化学種は、回転するときに、円筒形スタンプの外側に、もしくはスタンプを貫通して、または円筒形ステンシルを貫通して塗布することができる。多重パターン化表面を有するスタンプまたはステンシルについて、同一のスタンプまたはステンシルの異なる表面上で洗浄、塗布、接触、除去および反応するステップを同時に行うことができる。
【０１７５】
本発明に関して使用するためのスタンプおよびステンシルは、材料によって特に制約されず、エラストマー（例えば、ポリ（ジアルキルシロキサン）、例えばポリ（ジメチルシロキサン）（「ＰＤＭＳ」）など、ポリ（シルセスキオキサン）、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ブチルスチレン）、ポリクロロプレン、アクリロイルエラストマー、フッ素化もしくは過フッ素化エラストマー（例えば、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、デラウエア州）、これらのコポリマー、およびこれらの組合せ、ならびに米国特許第５，５１２，１３１号、第５，９００，１６０号、第６，１８０，２３９号および第６，７７６，０９４号（これらの全ては、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている）中に開示されているもの）；ガラス（例えば、石英、サファイア、ホウケイ酸ガラスなど）；セラミック（例えば、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物など）；プラスチック；金属；およびこれらの組合せなど、ならびに当業者に公知の任意の他の材料が含まれるが、それらに限定されない材料から調製することができる。
【０１７６】
エラストマー質スタンプまたはステンシルは、堅い、柔軟な、多孔性もしくは織布の裏打ち材料、あるいは本明細書において記述される工程の間スタンプまたはステンシルの変形を防止もしくは最小とする任意の他の手段を、さらに含むことができる。
【０１７７】
いずれの特定の学説にも捉われずに、基板上に分子レジストを配置するステップは、分子レジストと基板の間の１つまたは複数の相互作用例えば重力、ファンデルワールス相互作用、イオン性相互作用、水素結合、親水性相互作用、疎水性相互作用、磁気相互作用などおよびこれらの組合せ、しかしこれらに限定されない相互作用によって促進することができる。
【０１７８】
いくつかの実施形態において、本方法は、配置するステップの前に、基板の領域上に一次パターンを形成するステップをさらに含み、この場合、一次パターンはそのパターンの少なくとも１つの横寸法を画定する。例えば、一次パターンは前処理方法により形成することができる。前処理方法は、基板に均一に、または基板の一部に選択的に適用することができ（すなわち、前処理方法により基板上に一次パターンを形成するように）かつ／または本明細書において使用されるスタンプもしくはステンシルの部分に選択的に適用することができる。本発明について使用するのに適した前処理方法には、洗浄、酸化、還元、誘導体化、官能基化、テクスチャ形成、帯電、磁化、薄膜堆積、ＳＡＭ形成性化学種の付着、反応性ガスへの曝露、プラズマへの曝露、熱エネルギー（例えば、対流熱エネルギー、輻射熱エネルギー、伝熱エネルギーおよびこれらの組合せ）への曝露、電磁放射線（例えば、Ｘ線、紫外光、可視光、赤外光およびこれらの組合せ）への露光のステップおよびこれらの組合せならびに当業者に公知の他の方法が含まれるが、それらに限定されず、これらのいずれの方法も、基板上に分子レジスト組成物を直接自己配列的に付着させるのに使用することができる。
【０１７９】
いずれの特定の学説にも捉われずに、極性官能基により基板を誘導体化するステップ（例えば、表面を酸化するステップ）は、分子レジストによる、例えば親水性−疎水性相互作用による表面の濡れを増進することができる。
【０１８０】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、配置するステップの前に、ソフトリソグラフィ方法によって基板上に一次パターンをパターン形成するステップをさらに含み、この場合、一次パターンは、基板上に分子レジストを配置する領域を画定する。一次パターンは基板に接着もしくは接合し、基板上に薄膜、単層、二層、ＳＡＭおよびこれらの組合せを形成することができる。
【０１８１】
いくつかの実施形態において、基板上に形成される一次パターンは、その上に配置される分子レジストによって、その一次パターンが容易に濡らされないような表面特性を有する。したがって、その後例えば、噴霧、浸し塗り、化学蒸着、はけ塗り、スピンコーティング、霧化、エーロゾル付着、ドクターブレード塗り、ワイピングなどによって、一次パターンを備えた基板上に分子レジストを配置すると、自己配列された分子レジストパターンがもたらされ、それにより分子レジストは、第一のパターンによって被覆されない領域上に選択的に配置される。
【０１８２】
本明細書において使用される「表面特性」とは、パターン表面の化学的機能性を指す。最も一般的には、パターンの化学的機能性は、親水性および疎水性とすることができる。本明細書において使用される親水性表面とは、その上で水が、Θ≦９０°の接触角Θを形成する表面である。本明細書において使用される疎水性表面とは、その上で水が、Θ＞９０°の接触角Θを形成する表面である。親水性表面は、水素結合供与性表面、水素結合受容性表面、化学的反応性表面およびこれらの組合せをさらに含むことができる。本明細書において使用される水素結合供与性表面は、−ＮＨｘまたは−ＯＨ基（基中、ｘは１または２である）を含有する露出した官能基を有する。本明細書において使用される水素結合受容性表面は、露出した、孤立電子対を有するＮ、ＯまたはＦ原子を含有する官能基を有する。本明細書において使用される化学的反応性表面は、アルキル、フルオロアルキルまたはパーフルオロアルキル基以外の露出した官能基を有する。
【０１８３】
表面パターンに疎水性を付与するのに適した官能基には、ハロ、パーハロ、および非置換の、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、複素環およびアルキルシリル基（上記において定義したもの）、ならびにこれらの組合せが含まれる。置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、複素環およびアルキルシリル基（上記において定義したもの）も、表面パターンに疎水性を付与するのに適し、この場合材料中に存在する官能基は、パターンの表面に露出していない。例えば、水素結合供与および受容基などは、疎水性表面を有する材料の主鎖内に存在することができる。
【０１８４】
本明細書において使用される「ハロ（ｈａｌｏ）」は、それ自体で、もしくは他の基の一部として、１個もしくは複数の水素が、１個もしくは複数のフッ素、塩素、臭素またはヨウ素原子で置換されている上述のアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキルおよび複素環基のいずれかを指す。
【０１８５】
本明細書において使用される「パーハロ（ｐｅｒｈａｌｏ）」は、それ自体で、もしくは他の基の一部として、全ての水素が、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素原子で置換されている上述のアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキルおよび複素環基のいずれかを指す。
【０１８６】
いずれの特定の学説にも捉われずに、自己配列性堆積方法は、分子レジストと基板の間の疎水性−親水性相互作用、分子レジストと基板の間の静電荷相互作用などによって、もたらすことができる。
【０１８７】
いくつかの実施形態において、一次パターンは、ＳＡＭ形成性化学種を含む。本明細書において使用される「ＳＡＭ形成性化学種」は、基板上に自己組織化単層を形成することが可能な分子、化合物、部分などを指す。ＳＡＭ形成性化学種を含む一次パターンは、例えば、少なくとも１つの圧痕を含む表面を有するスタンプと、基板を接触させるステップにより形成することができ、またこの場合接触させるステップが、ＳＡＭ形成性化学種をスタンプ表面から基板に転写し、基板上に、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，５１２，１３１号中に記述される、少なくとも１つの圧痕によって画定される横寸法を有する一次パターンを形成するステップにより形成することができる。ＳＡＭ形成性化学種によって形成される一次パターンは、完全に緻密な単層である必要はない。例えば、この一次パターンは部分的単層、その中に欠陥を含む単層などを含むことができる。いくつかの実施形態において、部分単層に、この単層に接着して二次パターン形成化学種を裏込めすることができる。しかし、一次パターンは、それ自体耐エッチング性とならないように多重欠陥を含むことができる。
【０１８８】
一次パターンが形成された後、分子レジストが基板に塗布され、その場合、分子レジストは、一次パターンにより被覆されない基板の表面に選択的に配置される。
【０１８９】
したがって、いくつかの実施形態において、本発明はまた、基板のパターン形成方法であって、
基板を、少なくとも１つの圧痕を含む表面を有するスタンプと接触させて、基板上にその少なくとも１つの圧痕により画定される第一のパターンをもたらすステップと、
その基板上に、有機アミンを含む分子レジスト組成物を配置するステップであり、この有機アミンが、第一のパターンによって被覆されない基板の領域に非共有結合相互作用により接着するステップと、
第一のパターンによって被覆された基板の領域をエッチングして、その上にフィーチャを形成するステップと
を含む方法も対象とする。
【０１９０】
本発明の方法は、分子レジストパターンによって被覆されない基板の一部を反応させて、その上にフィーチャを形成するステップをさらに含み、この場合このフィーチャは、分子レジストパターンにより画定される横寸法を有する。本明細書において使用される「反応させるステップ（ｒｅａｃｔｉｎｇ）」は、反応性組成物とフィーチャの間で化学反応を開始するステップを指す。いずれの特定の学説にも捉われずに、反応させるステップは、基板上のフィーチャ形成をもたらし、このフィーチャは、反応性組成物の成分を互いに反応させるステップ；反応性組成物の成分を基板の表面と反応させるステップ；反応性組成物の成分を基板の小表面領域と反応させるステップ；およびこれらの組合せ、の少なくとも１つのステップによって形成することができる。したがって、本発明の方法は、反応性組成物を、基板の表面とだけでなく、その表面の下方の基板領域とも反応させて、それにより差し込まれたもしくは嵌め込まれたフィーチャを形成するステップを含む。
【０１９１】
この反応させるステップは、基板の１種または複数の性質を改変し、この場合性質の変化は、反応性組成物と反応する一部の基板に局在化される。例えば、反応性金属粒子が基板の表面内に浸透し、かつ基板と反応すると、基板の導電性を改質することができる。いくつかの実施形態において、反応性成分が基板内に浸透し、選択的に反応して、反応が起こる領域（体積）における基板の多孔度を高めることができる。いくつかの実施形態において、反応性成分が、結晶質基板と選択的に反応して、その体積を増加もしくは減少させ、または結晶格子の間隙間隔を変化させることができる。いくつかの実施形態において、分子レジスト組成物によって被覆されない基板の領域を反応させるステップは、基板の表面上の官能基を化学的に反応させ、その場合、表面の下方では、浸透や基板との反応が起こらないステップを含む。いくつかの実施形態において、反応性組成物が架橋され、もしくは他の反応を受けて、有機アミンが存在しない基板領域上に連続層が形成され得る。
【０１９２】
いくつかの実施形態において、反応させるステップは、基板の平面内（すなわち本体）に伝播する反応、ならびに基板の表面の横平面内における反応を含む。例えば、エッチング剤と基板の間の反応は、フィーチャの最下点の横寸法が、基板表面におけるフィーチャ寸法にほぼ等しくなるように、エッチング剤が基板内に（すなわち表面と直角に）浸透するステップを含むことができる。
【０１９３】
いくつかの実施形態において、反応させるステップは、パターン形成した基板を、反応性組成物に曝露するステップを含む（すなわち、基板を反応させるステップは、反応性組成物と基板表面との間で接触が起こると、開始される）。いくつかの実施形態において、反応させるステップは、基板上の反応性組成物を反応イニシエーターに曝露するステップを含む。本発明に関して使用するのに適した反応イニシエーターには、熱エネルギー、電磁放射線、音響波、酸化もしくは還元性プラズマ、電子ビーム、化学量論的化学試薬、触媒的化学試薬、酸化性ガス、還元性ガス、酸もしくは塩基（例えば、ｐＨの低下もしくは上昇）、圧力の増減、交流もしくは直流電流、撹拌、音波処理、摩擦およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、反応させるステップは、反応性組成物を多重反応イニシエーターに曝露するステップを含む。本発明に関して使用するのに適した電磁放射線には、マイクロ波光、赤外光、可視光、紫外光、Ｘ線、高周波およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。
【０１９４】
反応性組成物は、基板と化学的相互作用を有する化学種を含む。反応性成分には、エッチング剤、反応性成分、導体、絶縁体およびこれらの組合せが含まれる。
【０１９５】
本明細書において使用される「反応性成分」は、基板の表面から基板中に浸透および／または拡散し、それにより基板の１種または複数の性状を局在的に改変する化合物、分子、化学種、イオンまたは材料を指す。このような改変は、基板の表面または体積内で生じる可能性がある。反応性成分には、イオン、遊離基、金属、酸、塩基、金属塩、有機試薬およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、反応性成分は、約１重量％〜約１００重量％の濃度で反応性組成物中に存在する。
【０１９６】
いくつかの実施形態において、反応させるステップは、エッチングするステップを含む。本明細書において使用される「エッチング剤（ｅｔｃｈａｎｔ）」は、基板と反応して、基板の一部を除去することができる成分を指す。したがって、エッチング剤は、サブトラクティブフィーチャを形成するのに使用され、また基板と反応して、基板から拡散除去することができる少なくとも１種の揮発性材料、あるいは、例えばすすぎもしくは洗浄工程によって基板から除去することができる残渣、微粒子もしくは断片を形成させる。いくつかの実施形態において、エッチング剤は、約２重量％〜約８０重量％、約５重量％〜約７５重量％または約１０重量％〜約７５重量％の濃度で反応性組成物中に存在する。
【０１９７】
エッチング剤と反応することができる基板の組成および／またはモルフォロジは、特に限定されない。エッチング剤を基板と反応させるステップにより形成されるサブトラクティブフィーチャも、エッチング剤と反応している材料を、得られたサブトラクティブフィーチャから除去することができる限り、特に限定されない。いずれの特定の学説にも捉われずに、エッチング剤は、基板と反応して、例えばすすぎもしくは洗浄工程によって基板から除去することができる、揮発性生成物、残渣、微粒子もしくは断片を形成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、エッチング剤は、金属もしくは金属酸化物表面と反応して、揮発性フッ素化金属種を形成することができる。いくつかの実施形態において、エッチング剤は基板と反応して、水溶性であるイオン性化学種を形成することができる。表面とのエッチング剤の反応によって形成される残渣または微粒子を除去するのに適したさらなる方法は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，８９４，８５３号中に開示されている。
【０１９８】
本発明に関して使用するのに適したエッチング剤は、ヨウ素、塩素、フッ素、シアン化物、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、フッ化アンモニウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、フッ化フランシウム、フッ化アンチモン、フッ化カルシウム、テトラフルオロホウ酸アンモニウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、アンモニア、エタノールアミン、エチレンジアミン、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、トリフルオロ酢酸、フッ化水素酸、塩酸、カルボラン酸、これらの塩、これらの水溶液およびこれらの組合せ、ならびに、電子工学、材料科学および／または化学分野における当業者に公知の他のエッチング剤が含まれるが、それらに限定されない。
【０１９９】
いくつかの実施形態において、反応性組成物は、さらに導体を含む。本明細書において使用される「導体」は、電荷を伝達もしくは移動させることができる化合物、分子、材料、化合物または化学種を指す。本発明に関して使用するのに適した導体には、金属、ナノ粒子、ポリマー、クリームはんだ、樹脂およびこれらの組合せが含まれるがそれらに限定されない。いくつかの実施形態において、導体は、約１重量％〜約９０重量％の濃度で反応性組成物中に存在する。
【０２００】
本発明に関して使用するのに適した金属には、遷移金属、アルミニウム、ケイ素、リン、ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、アンチモン、鉛、ビスマス、これらの合金およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、金属は、ミクロンもしくはミクロン以下粒子またはそれらの混合物（すなわち、直径約０．５μｍ〜約２μｍを有する粒子）、あるいはナノ粒子（すなわち、直径約１００ｎｍ以下、または約０．５ｎｍ〜約１００ｎｍを有する粒子）として存在する。本発明に関して使用するのに適したナノ粒子は、均質な、多層の、官能基化されたものおよびこれらの組合せとすることができる。
【０２０１】
本発明に関して使用するのに適した導電性ポリマーには、アリーレンビニレンポリマー、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリイミダゾール、これらの置換された誘導体およびこれらの組合せ、ならびに、当業者に公知の任意の他の導電性ポリマーが含まれるが、それらに限定されない。
【０２０２】
いくつかの実施形態において、反応性組成物はさらに、絶縁体を含む。本明細書において使用される「絶縁体」は、電荷の移動もしくは伝達に抵抗する化合物または化学種を指す。いくつかの実施形態において、絶縁体は、約１．５〜約８、約１．７〜約５、約１．８〜約４、約１．９〜約３、約２〜約２．７、約２．１〜約２．５、約８〜約９０、約１５〜約８５、約２０〜約８０、約２５〜約７５または約３０〜約７０の誘電率を有する。本発明に関して使用するのに適した絶縁体には、ポリマー、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、これらのモノマー前駆体、これらの粒子およびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。適切なポリマーには、ポリジメチルシロキサン、シルセスキオキサン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、絶縁体は、約１重量％〜約８０重量％の濃度で反応性組成物中に存在する。
【０２０３】
いくつかの実施形態において、反応性組成物はさらに、マスキング成分を含む。本明細書において使用される「マスキング成分」は、基板と接触すると、周囲の基板と反応することが可能な化学種に耐えるフィーチャを形成し、また本発明の分子レジスト組成物と異なっている化合物、材料または化学種を指す（すなわち、ポリマー質、金属またはセラミックエッチレジストまたはマスク）。本発明に関して使用するのに適したマスキング成分には、従来のフォトリソグラフィ方法で「レジスト」（例えばフォトレジスト）として一般に使用されている材料が含まれる。本発明に関して使用するのに適したマスキング成分には、架橋芳香族および脂肪族ポリマー、非共役芳香族ポリマーおよびコポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、Ｃ１〜Ｃ８メタクリル酸アルキルとアクリル酸のコポリマー、パラリンのコポリマーおよびこれらの組合せが含まれるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態において、マスキング成分は、約５重量％〜約９８重量％の濃度で反応性組成物中に存在する。
【０２０４】
いくつかの実施形態において、反応性組成物はエッチング剤および導体を含む。例えば、反応性組成物中に存在するエッチング剤は：基板中への導体の浸透、導体と基板の間の反応、導体と基板の間の接着、導電性フィーチャと基板の間の電気的接触を促進するステップ、ならびにこれらの組合せ、の少なくとも１つを促進することができる。このような反応性組成物を反応させるステップにより形成されるフィーチャには、アディティブ非貫入性、アディティブ貫入性、サブトラクティブ貫入性およびコンフォーマル貫入性フィーチャから選択される導電性フィーチャが含まれる。いくつかの実施形態において、エッチング剤および導体を含む反応性組成物を使用して、その中に導電性フィーチャを組み込んだサブトラクティブフィーチャを生成させることができる。
【０２０５】
いくつかの実施形態において、反応性組成物は反応性成分および絶縁体を含む。例えば、反応性組成物中に存在する反応性成分は：基板中への絶縁体の浸透、絶縁体と基板の間の反応、絶縁性フィーチャと基板の間の接着、絶縁性フィーチャと基板の間の電気的接触を促進するステップ、ならびにこれらの組合せ、の少なくとも１つを促進することができる。このような反応性組成物を反応させるステップにより形成されるフィーチャには、アディティブ非貫入性、アディティブ貫入性、サブトラクティブ貫入性およびコンフォーマル貫入性フィーチャから選択される絶縁性フィーチャが含まれる。
【０２０６】
いくつかの実施形態において、反応性組成物はエッチング剤および絶縁体を含み、例えばそれらを使用して、その中に絶縁性フィーチャを組み込んだサブトラクティブフィーチャを生成させることができる。
【０２０７】
いくつかの実施形態において、反応性組成物は導体およびマスキング成分を含み、例えばそれらを使用して、基板上に電気伝導性マスキングフィーチャを生成させることができる。
【０２０８】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、さらに：フィーチャに隣接する基板領域を、隣接する表面領域と反応するが、フィーチャに対して反応性がない反応性成分に曝露するステップを含む。例えば、マスキング成分を含むフィーチャを生成させた後で、基板を、ガス状エッチング剤、液体エッチング剤およびこれらの組合せなどのエッチング剤に曝露することができる。
【０２０９】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、さらに：反応させるステップの後、表面から分子レジストを除去するステップを含む。例えば、分子レジストは、溶解する（例えば、溶媒を使用して）、基板から物理的に除去する（例えば、かき剥がすなど）、揮発させる（例えば、基板を加熱することができ、かつ／または分子レジストを反応させて揮発性化学種を生成させることができるなど）、化学的に分解する、およびこれらの組合せ、ならびに当業者に公知の他の除去方法を取ることができる。分子レジストを除去した後、得られたパターン形成した基板は、その基板にインキを施すのに使用したエラストマー製スタンプの表面にあるパターンにより決定される横寸法を有するパターン、ならびに分子付着工程中に基板に転写された任意のパターンを備えている。
【０２１０】
本発明は、本明細書において記述される方法により調製される加工製品も対象とする。本明細書において記述される方法により調製される製品には、電子的素子、光学素子、織布（ファブリックス）、ディスプレイデバイス、パッケージなどが含まれるが、それらに限定されない。
【０２１１】
図３Ａ〜３Ｄおよび４Ａ〜４Ｄは、本発明の方法の実施形態の概略的な横断面を図示している。図３Ａ〜３Ｂおよび４Ａ〜４Ｂを参照すると、それぞれマスクされない基板３０１および４０１が提供され、それらに、分子レジストが施される、すなわちそれぞれ３１０および４１０である。それぞれ有機アミンを含む分子レジスト組成物３１２および４１２が、それぞれ基板３１１および４１１上にそれぞれパターン３１３および４１３を形成する。パターンは、それぞれ横寸法３１４および４１４、ならびにそれぞれ縦寸法（すなわち、高さ）３１５および４１５を有する。分子レジストパターンは、それぞれ、この分子レジストにより被覆されない、基板の少なくとも一部３１６および４１６を提供している。次いで、基板が反応を受ける、すなわちそれぞれ３２０および４２０である。
【０２１２】
図３Ｃを参照すると、基板は、エッチング剤を含む反応性組成物により反応されている。基板３２１は、横寸法３２７および高さ３２８を有するサブトラクティブ非貫入フィーチャ３２６を備えている。このフィーチャの横寸法３２７は、分子レジストパターンの横寸法３２４により画定される。いくつかの実施形態において、本発明は、図３Ｃにおいて記述される組成物を対象とする：すなわち、少なくとも１つのエッチングした圧痕をその中に含む表面を有する基板であり、そのエッチングした圧痕が、その表面内において少なくとも１つの、約５００μｍ以下の横寸法を有するパターンを形成し、またそのパターンの盛り上がった領域上に、非共有結合交互作用によってその基板に接着した有機アミンを含む薄膜を有し、そのエッチングした圧痕には有機アミンが存在しない基板を含む組成物である。少なくとも１つのエッチングされた圧痕の横寸法は、本発明の分子エッチレジストを含むパターンの横寸法によって制御される。いくつかの実施形態において、本発明の方法によって形成されるフィーチャの横寸法は、分子レジストによって形成されるパターンの横寸法によってのみ制約される。有機アミンは、基板から、場合によって除去することができる、すなわち３３０である。除去するステップは、洗浄，拭き取り、機械的除去、溶解などのステップ、および当業者に公知の他の除去方法を含むことができる。
【０２１３】
図３Ｄを参照すると、サブトラクティブ非貫入フィーチャ３３６を有する基板３３１が提供され、フィーチャは横寸法３３４および縦寸法３３８を有する。
【０２１４】
図４Ｃを参照すると、基板は、反応性組成物により反応されて、その上にアディティブ非貫入フィーチャを提供している。基板４２１は、横寸法４２７および高さ４２８を有するアディティブ非貫入フィーチャ４２６を備えている。このフィーチャの横寸法４２７は、分子レジストパターンの横寸法４２４によって画定される。分子レジストは、基板から、場合によって除去することができる、すなわち４３０である。
【０２１５】
図４Ｄを参照すると、アディティブ非貫入フィーチャ４３６を有する基板４３１が提供され、このフィーチャは横寸法４３４および高さ４３８を有する。
【０２１６】
図５Ａ〜５Ｅは、本発明の方法の実施形態の概略的な横断面を図示している。図５Ａ〜５Ｂを参照すると、マスクされない基板５０１が提供され、次いで前処理されて、その上にパターンを形成する、すなわち５１０である。前処理された基板５１１には、その上に第１のパターン５１３が含まれ、第１の材料５１２を含んでいる。第１のパターン５１３は、横寸法５１４および縦寸法（すなわち、高さ）５１５を有する。このパターンは、疎水性表面特性などの、しかしこれに限らない表面特性５１６を有する。いくつかの実施形態において、パターン５１２はＳＡＭである。このパターンは１つもしくは複数の欠陥５１７を含むことができ、それらの欠陥には点欠陥、ピンホール欠陥、粒界欠陥およびそれらの組合せが含まれ得る。基板の少なくとも一部５１８は第１のパターンによって被覆されない。マスクされない基板上に、第一の材料を含むパターンを形成した後、その基板に分子レジストが施される、すなわち５２０である。
【０２１７】
図５Ｃを参照すると、基板５２１に分子レジスト５２９が施されている。いくつかの実施形態において、分子レジストは、厚さ５２５で施されて、第１のパターン５２２を被覆またはコーティングする。分子レジストは、第１のパターンで被覆されない基板領域５２８だけに、選択的に施すこともできる。次いで分子レジストは、第１のパターンと相互作用する、すなわち５３０である。
【０２１８】
図５Ｄを参照すると、基板５３１上に分子レジスト５３９が配置され、その上に自己配列（すなわち、分子レジストと、基板上に配置された第１の材料５３２との間の相互作用）によってパターン５３３が形成されている。分子レジストは、縦寸法（すなわち、高さ）５３５および横寸法５３６を有する。いくつかの実施形態において、本発明は、図５Ｄにより提供される組成物を対象とする：すなわち、表面を有する基板であり、かつその表面上に、（ａ）約５００μｍ以下の少なくとも１つの横寸法を有する、有機アミンを含むパターンと、（ｂ）そのパターンに隣接する、またそのパターンによって被覆されない表面領域を被覆する、ＳＡＭを含む薄膜とを備える基板を含む組成物である。次いで、基板は、反応性組成物と反応する、すなわち５４０である。
【０２１９】
図５Ｅを参照すると、基板は、エッチング剤を含む反応性組成物により反応を受けている。基板５４１は、横寸法５４４および高さ５４５を有するサブトラクティブ非貫入フィーチャ５４６を備えている。このフィーチャの横寸法５４４は、分子レジストパターンの横寸法５４６によって画定される。図５Ｄにおける第１のパターン５３２は、反応するステップの間に基板から溶解、破壊もしくは他の方法で除去された。
【０２２０】
図５Ｆを参照すると、サブトラクティブ非貫入フィーチャ５５６を有する基板５５１が提供され、このフィーチャは横寸法５５４および縦寸法５５５を有する。
【実施例】
【０２２１】
（実施例１）
マスターを使用して、ＰＤＭＳからエラストマー質スタンプを調製した。パターン形成したＰＤＭＳスタンプは、種々の、直線からなる圧痕を含み、その圧痕は、横寸法約５００μｍ〜約１ｍｍを有していた。スタンプの表面を、単層形成用インキ（アセトン中の１００ｍＭヘキサデカンチオール）内に１５秒間浸漬した。インキを付けたスタンプを、窒素を吹付け乾燥し（乾燥時間１５秒）、スタンプのインキを付けかつ乾燥したスタンプ表面を、その上に金属表面層を有するコンポジット基板（厚さ７０ｎｍの金がポリ（エチレンテレフタレート）（poly(ethyleneterphthalate)）「ＰＥＴ」を覆う、例えば、ＣＰ  Ｆｉｌｍｓ，Ｉｎｃ．、Ｆｉｅｌｄａｌｅ、バージニア州、から入手可能なコンポジット基板）に当てがった。スタンプ表面に接触したコンポジット基板の領域上に、ヘキサデカンチオールにより、ＳＡＭを備えた一次パターンまたは「テンプレート」が形成された。圧痕のパターンに対応する基板領域は、ＳＡＭでパターン形成されなかった（すなわち、表面が清浄なまま残った）。次いでテンプレート化した表面を、エタノール中の０．０７重量％の塩基性フクシン（fuschin）（塩化４−（ビス（４−アミノフェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエンイミニウム）、ＳＴＲ．１、からなる分子レジスト組成物に１分間浸漬することにより、その基板に分子レジスト組成物を塗布した。分子レジスト組成物は、最初コンポジット基板の表面全体をコーティングした。
【０２２２】
【化１４】
2011520284.tif 000016
次いで、分子レジストを、８０℃に設定したホットプレート上で１分間乾燥した。分子レジスト組成物による、基板のテンプレート化領域の濡れが無くなり始め、基板の金属領域が優先的に濡れていた。こうして、分子レジストは、ＳＡＭを備えた一次パターンによる被覆のない基板の領域をコーティングした。パターン形成した基板を、ＫＩ／Ｉ２系エッチング剤（すなわち、ＴＲＡＮＳＥＮＥ（登録商標）ＴＦＡ金エッチング剤、Ｔｒａｎｓｅｎｅ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｄａｎｖｅｒｓ、マサチューセッツ州）溶液内に１１秒間浸漬することにより、反応性組成物と反応させた。次いで基板をアセトンですすぎ、乾燥窒素により乾燥した。反応により、スタンプ面内の圧痕のパターンに対応して、基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャが作られた（すなわち、ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域だけから、金が選択的に除去された）。分子レジストにより被覆した基板領域は、エッチングされなかった。塩基性フクシン（ＳＴＲ．１）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた基板の濡れおよびテンプレートの脱濡れ（ディウェッティング）、ならびに優れた端部解像度をもたらした。本明細書において使用される「コントラスト」は分子レジストにより提供される耐エッチング度を指し、「脱濡れ」は分子レジストによりＳＡＭパターン（すなわちテンプレート）の濡れが無くなる程度を指し、また「端部解像度」は、分子レジストパターンの端部を、水平的エッチングに対して保護する分子レジストの能力を指す。
【０２２３】
（実施例２）
エタノール中の０．０７重量％のニューフクシン（塩化４−（ビス（４−アミノ−３−メチルフェニル）メチレン）−２−メチルシクロヘキサ−２，５−ジエンイミニウム）、ＳＴＲ．２、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ型非貫入フィーチャを形成した。
【０２２４】
【化１５】
2011520284.tif 000017
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。ニューフクシン（ＳＴＲ．２）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた基板の濡れおよびテンプレートの脱濡れ、ならびに優れた端部解像度をもたらしたが、反応するステップの間、金基板内にいくらかのピンホールが形成された。
【０２２５】
（実施例３）
エタノール中の０．０７重量％のメチルバイオレット２Ｂ（塩化Ｎ−４−（ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）メタンアミニウム）、ＳＴＲ．３、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２２６】
【化１６】
2011520284.tif 000018
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。メチルバイオレット２Ｂ（ＳＴＲ．３）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた基板の濡れおよびテンプレートの脱濡れ、ならびに優れた端部解像度をもたらした。
【０２２７】
（実施例４）
エタノール中の０．０７重量％のクリスタルバイオレット（塩化Ｎ−４−（ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム）、ＳＴＲ．４、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２２８】
【化１７】
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ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層を選択的に除去した。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。クリスタルバイオレット（ＳＴＲ．４）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた基板の濡れおよびテンプレートの脱濡れ、ならびに優れた端部解像度をもたらした。
【０２２９】
（実施例５）
エタノール中の０．０７重量％のエチルバイオレット（塩化Ｎ−４−（ビス（４−（ジエチルアミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）−Ｎ−エチルエタンアミニウム）、ＳＴＲ．５、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２３０】
【化１８】
2011520284.tif 000020
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。エチルバイオレット（ＳＴＲ．５）を含む分子レジスト組成物は、普通のコントラスト、良好な基板の濡れ、および良好な端部解像度をもたらしたが、反応するステップの間、金基板内に多くのピンホールが形成された。
【０２３１】
（実施例６）
エタノール中の０．０７重量％のロイコクリスタルバイオレット（４，４’，４”−メタントリイルトリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン））、ＳＴＲ．６、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２３２】
【化１９】
2011520284.tif 000021
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。ロイコクリスタルバイオレット（ＳＴＲ．６）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた基板の濡れおよびテンプレートの脱濡れ、ならびに優れた端部解像度をもたらした。
【０２３３】
（実施例７）
エタノール中の０．０７重量％のセレスチンブルー（塩化Ｎ−（９−カルバモイル−６，７−ジヒドロキシ−３Ｈ−フェノキサジン−３−イリデン）−Ｎ−エチルエタンアミニウム）、ＳＴＲ．７、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２３４】
【化２０】
2011520284.tif 000022
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。セレスチンブルー（ＳＴＲ．７）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、普通のテンプレートの脱濡れおよび基板の濡れ、ならびに非常に良好な端部解像度をもたらした。普通のテンプレートの脱濡れは、基板のＳＡＭによりパターン形成した領域上に残った、エッチングされない金の斑点により証拠付けられた。
【０２３５】
（実施例８）
エタノール中の０．０７重量％のメルドラブルー（塩化Ｎ−（９Ｈ−ベンゾ［ａ］フェノキサジン−９−イリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム）、ＳＴＲ．８、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２３６】
【化２１】
2011520284.tif 000023
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。メルドラブルー（ＳＴＲ．８）を含む分子レジスト組成物は、良好なコントラスト、優れたテンプレートの脱濡れ、普通の基板の濡れおよび普通の端部解像度をもたらした。
【０２３７】
（実施例９）
エタノール中の０．０７重量％のメチレンブルー（塩化Ｎ−（７−（ジメチルアミノ）−３Ｈ−フェノチアジン−３−イリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム）、ＳＴＲ．９、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２３８】
【化２２】
2011520284.tif 000024
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。メチレンブルー（ＳＴＲ．９）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、不十分なテンプレートの脱濡れおよび非常に良好な端部解像度をもたらした。不十分な脱濡れは、基板のＳＡＭによりパターン形成した領域上に残った、エッチングされない金の斑点により証拠付けられた。
【０２３９】
（実施例１０）
エタノール中の０．０７重量％のダローレッド（塩化９−アセトアミド−５Ｈ−ベンゾ［ａ］フェノキサジン−５−イミニウム）、ＳＴＲ．１０、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２４０】
【化２３】
2011520284.tif 000025
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。ダローレッド（ＳＴＲ．１０）を含む分子レジスト組成物は、普通のコントラスト、優れたテンプレート脱濡れ性、普通の基板の濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２４１】
（実施例１１）
エタノール中の０．０７重量％のトルイジンレッド（（Ｚ）−１−（（４−メチル−２−ニトロフェニル）ジアゼニル）ナフタレン−２−オール）、ＳＴＲ．１１、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述した条件を使用して基板にパターン形成した。
【０２４２】
【化２４】
2011520284.tif 000026
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域からも、金層がより大きな範囲までエッチングされた。トルイジンレッド（ＳＴＲ．１１）を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラストをもたらした。他の評価パラメータは観察しなかった。
【０２４３】
（実施例１２）
エタノール中の０．０７重量％の銅（ＩＩ）フタロシアニン、ＳＴＲ．１２、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述した条件を使用して基板にパターン形成した。
【０２４４】
【化２５】
2011520284.tif 000027
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域からも、金層がより大きな範囲までエッチングされた。銅（ＩＩ）フタロシアニン（ＳＴＲ．１２）を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラストをもたらした。他の評価パラメータは観察しなかった。
【０２４５】
（実施例１３）
エタノール中の０．０７重量％の５，１０，１５，２０−テトラ（４−ピリジル）ポルフィリン、ＳＴＲ．１３、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述した条件を使用して基板にパターン形成した。
【０２４６】
【化２６】
2011520284.tif 000028
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域からも、金層がより大きな範囲までエッチングされた。したがって、ＳＴＲ．１３を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラストをもたらした。他の評価パラメータは観察しなかった。
【０２４７】
（実施例１４）
エタノール中の０．０７重量％の４，４’，４”，４’”−（ポルフィリン−５，１０，１５，２０−テトライル）テトラキス安息香酸、ＳＴＲ．１４、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述した条件を使用して基板にパターン形成した。
【０２４８】
【化２７】
2011520284.tif 000029
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域からも、金層がより大きな範囲までエッチングされた。したがって、ＳＴＲ．１４を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラストをもたらした。他の評価パラメータは観察しなかった。
【０２４９】
（実施例１５）
エタノール中の０．０７重量％のパラローズアニリン塩基（トリス（４−アミノフェニル）メタノール）、ＳＴＲ．１５、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２５０】
【化２８】
2011520284.tif 000030
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層は部分的にエッチングされた。パラローズアニリン塩基（ＳＴＲ．１５）を含む分子レジスト組成物は、非常に良好なコントラスト、普通の基板の濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２５１】
（実施例１６）
エタノール中の０．０７重量％のアシッドバイオレット（（Ｚ）−３−（（（４−（（４−（ジエチルアミノ）フェニル）（４−（エチル（３−スルホナトベンジル）アミノ）フェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエニリデン）（エチル）アンモニオ）メチル）ベンゼンスルホン酸ナトリウム）、ＳＴＲ．１６、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２５２】
【化２９】
2011520284.tif 000031
本分子レジストにより被覆した基板領域はエッチングされず、またこれらの領域の表面に金が残った。しかし、分子レジストにより完全にＳＡＭが脱湿されないいくつかの領域があった。したがって、アシッドバイオレット（ＳＴＲ．１６）を含む分子レジスト組成物は、普通のコントラスト、良好な脱濡れおよび不十分な端部解像度をもたらした。
【０２５３】
（実施例１７）
分子レジスト組成物が０．０７重量％のクリスタルバイオレットラクトン（６−（ジメチルアミノ）−３，３−ビス（４−（ジメチルアミノ）フェニル）ｉｓｏ−ベンゾフラン−１（３Ｈ）−オン）、ＳＴＲ．１７、を含む点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２５４】
【化３０】
2011520284.tif 000032
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。クリスタルバイオレットラクトン（ＳＴＲ．１７）を含む分子レジスト組成物は、良好なコントラスト、良好な脱濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２５５】
（実施例１８）
エタノール中の０．０７重量％のトリフェニルアミン、ＳＴＲ．１８、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２５６】
【化３１】
2011520284.tif 000033
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。トリフェニルアミン（ＳＴＲ．１８）を含む分子レジスト組成物は、良好なコントラスト、良好な脱濡れおよび普通の端部解像度をもたらした。
【０２５７】
（比較例Ａ）
エタノール中の０．０７重量％のアントラセン、ＳＴＲ．Ａ、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２５８】
【化３２】
2011520284.tif 000034
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした領域、および分子レジストにより被覆した領域を含む基板の全体の表面領域から、金層が除去された。アントラセン、ＳＴＲ．Ａ、を含む分子レジスト組成物は、普通のコントラスト、普通のテンプレートの脱濡れ、不十分な基板の濡れおよび不十分な端部解像度をもたらした。
【０２５９】
（比較例Ｂ）
エタノール中の０．０７重量％のピレン、ＳＴＲ．Ｂ、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２６０】
【化３３】
2011520284.tif 000035
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした領域、および分子レジストにより被覆した領域を含む基板の全体の表面領域から、金層が除去された。したがってＳＴＲ．Ｂ、を含む分子レジスト組成物は、普通のコントラスト、不十分なテンプレートの脱濡れ、不十分な基板の濡れおよび不十分な端部解像度をもたらした。
【０２６１】
（比較例Ｃ）
エタノール中の０．０７重量％のペリレン、ＳＴＲ．Ｃ、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２６２】
【化３４】
2011520284.tif 000036
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした領域、および分子レジストにより被覆した領域を含む基板の全体の表面領域から、金層が除去された。したがってＳＴＲ．Ｃ、を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラストをもたらした。他の評価パラメータは観察しなかった。
【０２６３】
（比較例Ｄ）
エタノール中の０．０７重量％のクレゾールパープル（オルトクレゾールスルホンフタレイン）（ortho-creolsulfonphthalein）、ＳＴＲ．Ｄ、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２６４】
【化３５】
2011520284.tif 000037
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした領域、および分子レジストにより被覆した領域を含む基板の全体の表面領域から、金層が除去された。したがってＳＴＲ．Ｄ、を含む分子レジスト組成物は、不十分なコントラスト、不十分なテンプレートの脱濡れ、不十分な基板の濡れおよび不十分な端部解像度をもたらした。
【０２６５】
実施例１〜１８および比較例Ａ〜Ｄからの結果を、表１にまとめている。本明細書において使用される「コントラスト」は分子レジストにより提供される耐エッチング度を指し、「脱濡れ」は分子レジストによりＳＡＭパターン（すなわちテンプレート）の濡れが無くなる程度を指し、また「端部解像度」は、分子レジストパターンの端部を、水平的エッチングに対して保護する分子レジストの能力を指す。これらの変数は、１〜５の尺度で評価しており、５が最高の性能である。
【０２６６】
【表１】
2011520284.tif 000038
これらの結果は、実施例１〜１０および１５〜１７が、種々の度合いのコントラストを呈し、実施例１〜７、９、１５および１７の分子レジスト組成物が並外れたコントラストをもたらしたことを示している。実施例１〜６、８、１０および１５の分子レジスト組成物は、並外れたテンプレートの脱濡れをもたらした。実施例１〜６および１７の分子レジスト組成物は、並外れた基板の濡れをもたらした。実施例１〜６および１７の分子レジスト組成物は、並外れた端部解像度をもたらした。実施例１１〜１４の分子レジスト組成物が提供するコントラストは不十分であり、これらの分子レジストについてのテンプレートの脱濡れ、基板の濡れおよび端部解像度は試験されなかった。
【０２６７】
（実施例１９）
マスターを使用して、ＰＤＭＳからエラストマー質スタンプを調製した。パターン形成したＰＤＭＳスタンプは、圧痕を含み、その圧痕は、横寸法約１０μｍを有する数多くいろいろな円形突出部を画定していた。スタンプの表面を、単層形成用インキ（アセトン中の１００ｍＭヘキサデカンチオール）内に１５秒間浸漬した。インキを付けたスタンプを、窒素を吹付け乾燥し（乾燥時間１５秒）、スタンプのインキを付けかつ乾燥したスタンプ表面を、その上に金属表面層を有するコンポジット基板（厚さ７０ｎｍの金がポリ（エチレンテレフタレート）「ＰＥＴ」を覆う、例えばＣＰ  Ｆｉｌｍｓ，Ｉｎｃ．、Ｆｉｅｌｄａｌｅ、バージニア州、から入手可能なコンポジット基板）に当てがった。スタンプ表面に接触したコンポジット基板の領域上に、ヘキサデカンチオールがＳＡＭを備えた一次パターンまたは「テンプレート」を形成した。突出部のパターンに対応する基板上の円形領域に、ＳＡＭによりパターン形成したが、円形領域を囲む領域は、清浄なまま残った。次いで、そのテンプレート化した表面を、エタノール中の０．０７重量％の塩基性フクシン（塩化４−（ビス（４−アミノフェニル）メチレン）シクロヘキサ−２，５−ジエンイミニウム）、すなわち本明細書におけるＳＴＲ．１、からなる分子レジスト組成物に１５秒間浸漬することにより、その基板に分子レジスト組成物を塗布した。分子レジスト組成物は、最初コンポジット基板の表面全体をコーティングした。
【０２６８】
次いで、分子レジストを、８０℃に設定したホットプレート上で１分間乾燥した。しかし数秒後、分子レジスト組成物による、基板のテンプレート化領域の濡れが無くなり始め、基板の金属領域が優先的に濡れていた。こうして、分子レジストは、ＳＡＭを備えた一次パターンによる被覆のない基板の領域をコーティングした。パターン形成した基板を、ＫＩ／Ｉ２系エッチング剤（すなわち、ＴＲＡＮＳＥＮＥ（登録商標）ＴＦＡ金エッチング剤、Ｔｒａｎｓｅｎｅ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｄａｎｖｅｒｓ、マサチューセッツ州）溶液内に１１秒間浸漬することにより、反応性組成物と反応させた。次いで基板を脱イオン水で、続いてエタノールですすぎ、乾燥窒素により乾燥した。反応により、スタンプ面内の圧痕のパターンに対応して、基板上にサブトラクティブ貫入フィーチャが作られた（すなわち、ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域だけから、金が選択的に除去された）。分子レジストにより被覆した基板領域は、エッチングされなかった。実施例１におけるように、塩基性フクシン（ＳＴＲ．１）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、優れた濡れおよび脱濡れ、ならびに優れた端部解像度をもたらした。
【０２６９】
図６は、実施例１９の手順を使用してパターン形成した基板部分の明視野光学顕微鏡像を提供する。図６を参照すると、像６００は、分子レジスト組成物により保護された基板領域６０１（すなわち、金層が除去されなかった）を示す。円形フィーチャ６０２は、金層が除去された基板領域である。
【０２７０】
（実施例２０）
エタノール中の０．０７重量％のロイコクリスタルバイオレット（４，４’，４”−メタントリイルトリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン））、本明細書におけるＳＴＲ．６、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１９において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２７１】
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。ロイコクリスタルバイオレット（ＳＴＲ．７）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、良好な脱濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２７２】
図７は、実施例２０の手順を使用してパターン形成した基板部分の明視野光学顕微鏡像を提供する。図７を参照すると、像７００は、分子レジスト組成物により保護された基板領域７０１（すなわち、金層が除去されなかった）を示す。円形フィーチャ７０２は、金層が除去された基板領域である。しかし、フィーチャ７０２は、実施例１９の方法によって形成されたものと同程度に十分には画定されていない点に注目されたい。
【０２７３】
（実施例２１）
エタノール中の０．０７重量％のセレスチンブルー（塩化Ｎ−（９−カルバモイル−６，７−ジヒドロキシ−３Ｈ−フェノキサジン−３−イリデン）−Ｎ−エチルエタンアミニウム）、本明細書におけるＳＴＲ．７、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１９において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２７４】
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。セレスチンブルー（ＳＴＲ．７）を含む分子レジスト組成物は、優れたコントラスト、良好な脱濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２７５】
図８は、実施例２１の手順を使用してパターン形成した基板部分の明視野光学顕微鏡像を提供する。図８を参照すると、像８００は、金層がほとんど完全に除去されている基板８０１を示す。この像の最上部右手隅にある円形フィーチャ８０２は、ＳＴＲ．７を含む分子レジスト組成物によって保護される唯一の基板領域であった。この結果は、大部分は、本分子レジスト組成物による基板の濡れが不十分であることによる。
【０２７６】
（実施例２２）
エタノール中の０．０７重量％のメルドラブルー（塩化Ｎ−（９Ｈ−ベンゾ［ａ］フェノキサジン−９−イリデン）−Ｎ−メチルメタンアミニウム）、本明細書におけるＳＴＲ．８、を含む分子レジスト組成物を使用した点を除いて、実施例１９において記述したように、コンポジット基板上にサブトラクティブ非貫入フィーチャを形成した。
【０２７７】
ヘキサデカンチオールＳＡＭテンプレートでコーティングした基板領域から、金層が選択的に除去された。本分子レジストにより被覆した基板領域から、金層はエッチングされなかった。メルドラブルー（ＳＴＲ．８）を含む分子レジスト組成物は、良好で優れたコントラスト、良好な脱濡れおよび良好な端部解像度をもたらした。
【０２７８】
図９は、実施例２２の手順を使用してパターン形成した基板部分の明視野光学顕微鏡像を提供する。図９を参照すると、像９００は、分子レジスト組成物により保護された基板領域９０１（すなわち、金層が除去されなかった）を示す。円形フィーチャ９０２は、金層が除去された基板領域である。しかし、フィーチャ９０２は、実施例１９の方法によって形成されたものと同程度に十分には画定されていない点に注目されたい。さらに、基板領域９０１は、ピンホール欠陥９０３により小斑点が付けられており、これは、本分子レジスト組成物による基板の濡れが不完全であることによって生じる。いくつかの実施形態において、欠陥率は、分子レジスト組成物の溶媒性状を調節することにより、低下させることができる。
【０２７９】
本明細書において記述されるこれらの例示的実施形態は、ＳＡＭパターンと比較して、有機アミンを含む本発明の分子レジスト組成物が、ＫＩ／Ｉ２エッチング剤に対する著しく強化された耐エッチング性をもたらすことを実証している。例えば、本明細書において記述される大部分の例示的実施形態において、このエッチング剤によって、ＳＡＭパターンは完全に除去された。これに反して、本明細書において記述される例示的実施形態は、ポリマー性成分を実質的に含まず、非共有結合相互作用により基板に接着している分子レジスト組成物を使用して形成した耐エッチング性パターンの形成を実証している。本分子レジスト組成物およびそれから形成されたパターンは、広く様々なエッチング剤に対してＳＡＭよりも著しく抵抗性があり、また直接基板に、またはＳＡＭなどのパターンテンプレートを使用してパターン形成することができる。
【０２８０】
結語
これらの実施例は、本発明の可能な実施形態を例証する。本発明の種々の実施形態が上記に記述されているが、それらは例としてのみ提示されており、制約として提示されているものではないことを理解されたい。それらにおいて、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および細部における種々の変更を行い得ることは関連分野の業者には明らかであろう。したがって、本発明の外延および範囲は、いずれの上述の例示的実施形態によっても制約されるべきではなく、しかし下記の特許請求範囲およびそれらの等価物に従ってのみ画定されるべきである。
【０２８１】
詳細な説明（（発明を実施するための形態））の箇所であって、概要および要約（（課題を解決するための手段）および（要約））の箇所ではないものが、特許請求範囲を解釈するのに使用されることを意図されている点を理解されたい。概要および要約の箇所は、一人または複数の本発明者により企図される本発明の１つまたは複数の例示的実施形態を示すことができるが、全ての例示的実施形態を示すことはできず、したがって、決して本発明および添付される特許請求範囲を制約する意図のものではない。
【０２８２】
雑誌論文もしくは要約、公告（公開）されたもしくは対応する米国または外国特許出願、発行されたもしくは外国特許、またはいずれの他の資料も含む、本明細書において引用された全ての資料は、引用された資料において提示された全てのデータ、表、図および文章を含む、それぞれその全体が本明細書中に参照により組み込まれている。
【図１Ａ】
2011520284.tif 000048
【図１Ｂ】
2011520284.tif 000049
【図１Ｃ】
2011520284.tif 000050
【図１Ｄ】
2011520284.tif 000051
【図１Ｅ】
2011520284.tif 000052
【図１Ｆ】
2011520284.tif 000053
【図１Ｇ】
2011520284.tif 000054
【図２】
2011520284.tif 000055
【図３Ａ−３Ｄ】
2011520284.tif 000056
【図４Ａ−４Ｄ】
2011520284.tif 000057
【図５Ａ−５Ｆ】
2011520284.tif 000058
【図６】
2011520284.tif 000059
【図７】
2011520284.tif 000060
【図８】
2011520284.tif 000061
【図９】
2011520284.tif 000062
【国際調査報告】
2011520284.tif 000063
2011520284.tif 000064
2011520284.tif 000065