(57)【要約】基板をパターン化する方法が開示される。インク材料はスタンプの少なくとも一つの領域へと化学吸着され、化学吸着されたインク材料は受容体基板へと転写される。インク材料は、スタンプの少なくとも一つの領域に対してよりも、受容体基板に対してより大きな化学親和力を有する。スタンプを形成する方法もまた開示され、スタンプおよびパターン化システムもまた開示される。
2010525577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンプであって、スタンプ基板と、その上のパターンを画定する少なくとも一つの化学差異化領域とを含み、前記少なくとも一つの化学差異化領域は少なくとも一つのインク材料に対する化学親和力を有することを特徴とするスタンプ。
【請求項２】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項３】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、前記スタンプ基板へとグラフトされたメルカプトプロピルシラン化合物もしくはアミノアルキルシラン化合物を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項４】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、ブロック共重合体および金、ブロック共重合体および少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、ブロック共重合体および少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項５】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、第一の化学差異化領域と第二の化学差異化領域とを含み、前記第一の化学差異化領域と前記第二の化学差異化領域は異なる複数のインク材料に対する親和力を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項６】
前記少なくとも一つの化学差異化領域へと化学吸着された少なくとも一つのインク材料を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項７】
パターン化システムであって、インク材料へと化学的に結合されたスタンプと、前記インク材料へと化学的に結合された受容体基板とを含む複合体を含み、前記スタンプと前記インク材料との間の化学結合の結合強度は、前記インク材料と前記受容体基板との間の化学結合の結合強度よりも弱い、ことを特徴とするパターン化システム。
【請求項８】
前記スタンプは、少なくとも一つの化学差異化領域をその表面上に含み、前記インク材料は前記スタンプ上の前記少なくとも一つの化学差異化領域に対する化学親和力を有する第一の部分と、前記受容体基板に対する化学親和力を有する第二の部分とを含む、
ことを特徴とする、請求項７に記載のパターン化システム。
【請求項９】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする、請求項７に記載のパターン化システム。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、前記スタンプへとグラフトされたメルカプトプロピルシラン化合物もしくはアミノアルキルシラン化合物を含む、
ことを特徴とする、請求項７に記載のパターン化システム。
【請求項１１】
前記インク材料は、アミノチオール、メルカプトアルコール、アセチレンチオール、脂肪族チオール、芳香族チオール、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸、アセチレンカルボン酸塩、アセチレンスルホン酸塩、４−ブチン酸、５−ペンチン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、
ことを特徴とする、請求項７に記載のパターン化システム。
【請求項１２】
前記受容体基板は、グリシドキシプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされた二酸化シリコン、イソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされた二酸化シリコン、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）−シラン、１１−アジドウンデシル（トリエチルオキシ）シランもしくは水素終端シリコン由来のＳｉ−Ｃｌでグラフトされた二酸化シリコンを含む、
ことを特徴とする、請求項７に記載のパターン化システム。
【請求項１３】
基板をパターン化する方法であって、スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップと、前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写させるステップとを含む方法。
【請求項１４】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、ジチオール結合もしくは金−チオール結合によって前記スタンプ表面へと前記インク材料を化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記スタンプと前記インク材料との間の結合を開裂させるステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、前記インク材料を、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記受容体基板上に第一の自己組織化単分子層を形成するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一の自己組織化単分子層のない前記受容体基板の一部上に酸化物を堆積するステップを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオール、２−シクロヘキシルアミノエタンチオールからなる群から選択された前記インク材料を、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含む前記スタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンならびに、グラフトされたグリシドキシプロピル（トリアルコキシ）シラン、グラフトされたアジドアルキル（トリアルコキシ）シランおよびイソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランからなる群から選択された化合物を含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、アセチレンチオール官能基を含む前記インク材料を、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含むスタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコン、およびグラフトされた６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくは１１−アジドウンデシル（トリエチルオキシ）シランを含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオール、２−シクロヘキシルアミノエタンチオールおよびメルカプトアルコールからなる群から選択された前記インク材料を、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含むスタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、水素終端シリコン由来のＳｉ−Ｃｌを含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、脂肪族チオール、もしくは芳香族チオールを、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含むスタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２６】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコン、ならびに、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくはアジドアルキル−官能性二酸化シリコン表面を含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸からなる群から選択された前記インク材料を、二酸化シリコンおよびアミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物を含むスタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２８】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンおよびグラフトされたイソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランを含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、アセチレンカルボン酸塩、アセチレンスルホン酸塩からなる群から選択された前記インク材料を、二酸化シリコンおよびグラフトされたアミノアルキルシラン化合物を含むスタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項３０】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンおよび６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくはグラフトされたアジドアルキルシランを含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、脂肪族チオールもしくは芳香族チオールを、二酸化シリコンおよびグラフトされたメルカプトアルキルシラン化合物を含む受容体基板へと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項３２】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンおよび６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくはグラフトされたアジドアルキルシランを含む受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記インク材料を前記スタンプの前記少なくとも一つの領域へと化学吸着するステップと、それと同時に第二のインク材料を前記スタンプの第二の化学差異化領域へと化学吸着するステップとを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項３４】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記受容体基板上にパターン化された自己組織化単分子層を形成するステップを含み、さらには、前記パターン化された自己組織化単分子層上にブロック共重合体を堆積するステップと、前記ブロック共重合体の自己組織化を可能にするために前記ブロック共重合体をアニーリングするステップとを含む、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項３５】
スタンプを形成する方法であって、スタンプ基板上に少なくとも一つの化学差異化領域を形成するステップを含み、前記少なくとも一つの化学差異化領域は少なくとも一つのインク材料に対する化学親和力を示す、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権主張］
本出願は、２００７年４月１８日に出願されたUnited States Patent Application Serial No. 11/787,928、”METHODS OF FORMING A STAMP, METHODS OF PATTERNING A SUBSTRATE, AND A STAMP AND A PATTERNING SYSTEM FOR SAME”の出願日の利益を主張する。
【０００２】
［技術分野］
本発明の実施形態は、半導体作製に関し、より詳細には、基板をパターン化するための方法、スタンプおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ナノスケール半導体デバイスおよびシステムの開発が進行するとともに、そのような半導体デバイスおよび素子を作製するために新規プロセスおよび材料が必要とされる。半導体デバイス上の形状サイズが縮小される一方、リソグラフィーツールのコストは飛躍的に増大している。形状サイズにおけるさらなる縮小は、リソグラフィー方法を使用して達成されうる寸法の下限によってしばしば制限される。約６０ナノメートル（nm）以下の形状を有する半導体デバイスは、本明細書では“サブリソグラフィック（sub-lithographic）”形状と称するが、従来のリソグラフィーを使用して製造することが困難である。
【０００４】
マイクロコンタクトプリンティングは、半導体デバイス上にサブリソグラフィック形状を作製するための一方法である。この技術は、半導体デバイス基板表面上の特定部位に、自己組織化単分子層（ＳＡＭｓ）を生成する。従来のプロセスにおいては、地形的特徴 を備えたマスターモールドは、フォトリソグラフィーもしくは電子線（電子ビーム）リソグラフィーによって作製される。図１Ａに関して、その上にレジスト１２を有するスタンプ基板１０は、スタンプ基板１０の表面上にパターンを生成する。エラストマーケーシング１４は、従来はポリジメチルシロキサンから形成されるが、スタンプ基板１０およびレジスト１２上に堆積され、養生される。スタンプ基板１０およびレジスト１２は、養生されたエラストマーケーシング１４から分離され、地形的特徴を備えたソフトスタンプ１４’を形成する（図１Ｂおよび図１Ｃ）。ソフトスタンプ１４’は、レジスト１２内のパターンに対応するパターンを含み、そのパターンは、半導体デバイス上に形成される。ソフトスタンプ１４’は、続いてインク１６によって湿らされ、受容体基板１８と接触させられる（図１Ｄ）。インクは、ソフトスタンプ１４’上に物理吸着され、受容体基板１８へと転写されてＳＡＭｓ２０を形成する（図１Ｆ）。理論的には、ＳＡＭｓ２０は、インク１６が受容体基板１８と接触する領域においてのみ形成される。しかしながら、インク１６の物理吸着特性は、受容体基板１８上のスタンプ形状の解像度を低下させる。なぜなら、受容体基板１８と接触していないインク１６が、毛細管現象によってソフトスタンプ１４’にウィッキング現象を生じるからである。別の不都合な点は、スタンプ形状が、ソフトスタンプ１４’のリソグラフィーによって画定する形状よりも小さくはないということである。
【０００５】
本技術分野において既知の他の方法によって、半導体デバイス上にサブリソグラフィック形状を提供するための努力がなされてきた。例えば、電子ビームリソグラフィーおよび極紫外（ＥＵＶ）リソグラフィーは、このようなサブリソグラフィック形状を提供するための試みにおいて使用されてきた。しかしながら、このような方法の広範囲に及ぶ使用は、例えば、高いコスト、および／もしくは高スループットの製造方法との不適合性を含む、困難によって妨げられてきた。したがって、半導体デバイス上にサブリソグラフィック形状を提供するための改良された方法およびシステムが望まれており、同一の目的を達成するためのスタンプもまた望まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】従来のプロセス技術に従った作製の種々の段階中のソフトスタンプの断面図である。
【図１Ｂ】従来のプロセス技術に従った作製の種々の段階中のソフトスタンプの断面図である。
【図１Ｃ】従来のプロセス技術に従った作製の種々の段階中のソフトスタンプの断面図である。
【図１Ｄ】従来のプロセス技術に従ったマイクロコンタクトプリンティング中のソフトスタンプの断面図である。
【図１Ｅ】従来のプロセス技術に従ったマイクロコンタクトプリンティング中のソフトスタンプの断面図である。
【図１Ｆ】従来のプロセス技術に従ったマイクロコンタクトプリンティング中のソフトスタンプの断面図である。
【図２】本発明のスタンプを作製するおよび使用する実施形態のフローチャートである。
【図３】スタンプへと化学吸着されるインク材料を備える、本発明のスタンプの実施形態の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、スタンプ−インク材料−受容体基板複合体の断面図である。
【図５】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図６】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図７】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図８】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図９】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１０】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１１】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１２】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１３】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１４】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１５】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１６】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１７】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１８】作製の種々の段階中の本発明のスタンプ構造、もしくは、中間スタンプ構造の実施形態の断面図である。
【図１９】図１９は、自己組織化ブロック共重合体ドメインを含む、本発明のスタンプの実施形態の断面図である。
【図２０Ａ】自己組織化単分子層をその上に含む受容体基板の実施形態の断面図である。
【図２０Ｂ】自己組織化単分子層をその上に含む受容体基板の実施形態の断面図である。
【図２０Ｃ】自己組織化単分子層をその上に含む受容体基板の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面に関する以下の記述は、本発明に係るデバイスおよび方法の実施形態を説明する。この説明は例示的な目的のためだけのものであって、限定する目的のためのものではない。本発明の他の実施形態は、本明細書に従って考慮され、包含される。
【０００８】
基板をパターン化するための本発明の方法の実施形態が開示され、本発明のスタンプおよびパターン化システムの実施形態もまた開示される。一実施形態に係り、スタンプのスタンプ表面の少なくとも一領域が、図２の１０００で示されるように、インク材料に対する化学親和力を有するように、スタンプが提供され、もしくは選択されうる。本明細書で使用される“化学親和力”という用語は、分子間の化学力に基づいて、他の分子と結びつくような分子の傾向を意味し、それを含んでいる。スタンプ表面上の化学親和力領域は、受容体基板上に形成される所望のパターンを反映するパターンを形成する。本明細書で使用される“受容体基板”という用語は、以下の基板を意味し、含んでいる。それは、半導体基板、シリコンウェーハ、シリコンオンインシュレータ（“ＳＯＩ”）基板、シリコンオンサファイア（“ＳＯＳ”）基板、ベース半導体基板、ならびに、シリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、およびリン化インジウムなどの他の半導体材料上のシリコンエピタキシャル層である。一実施形態においては、受容体基板は二酸化シリコンを含む。しかしながら、受容体基板とインク材料とが化学的結合が可能である限り、室温で固相を形成するような、いかなる導電性材料、非導電性材料、もしくは半導体材料など広範囲の種々の材料が受容体基板として使用されてもよい。
【０００９】
スタンプ表面は、インク材料に対しての化学親和力を有する少なくとも第一の領域を含む。スタンプ表面の他の領域は、インク材料に対しての化学親和力が欠如していてもよいし、実質的により少ない化学親和力など、インク材料に対しての異なる化学親和力を有してもよい。化学親和力領域は、スタンプ表面の他の領域とは異なる化学的特性を有する、化学差異化の少なくとも一領域を伴うスタンプ表面を提供する。化学差異化領域は、スタンプ表面がインク材料の少なくとも一部と化学的に反応することを可能にする。化学差異化領域は、スタンプ上にインク材料に対する化学親和力を有する材料を堆積することによって、または、インク材料に対する化学親和力を有する部分もしくは官能基を含むよう堆積された材料もしくはスタンプ表面を修正することによって形成されてもよい。スタンプ表面上の化学差異化領域は、例えば、金、チオール官能基、もしくはアミン官能基を含んでもよい。
【００１０】
図３に示されるように、スタンプ３００の実施形態は、化学差異化領域５２およびスタンプ基板５０を含みうる。スタンプ３００のスタンプ表面は、その上の少なくとも一つの化学差異化領域５２、インク材料に対する化学親和力に欠けるスタンプ表面残部を備え、実質的に平面でありうる。または、スタンプ表面は、地形的特徴の先端部が、インク材料に対する化学親和力を有するような、地形的特徴を含んでもよい。このように、先端部が、化学差異化領域５２に対応する。先端部は、スタンプ３００の他の部分とは異なる材料から形成されうる。スタンプ表面が実質的に平面かどうか、もしくは地形的特徴を含むかどうかにかかわらず、一実施形態においては、化学差異化領域５２は、金の領域を含む。別の実施形態においては、化学差異化領域５２は、チオール官能基もしくはアミン官能基で修正された二酸化シリコンなどの別の無機材料から形成される領域を含んでもよい。別の実施形態においては、化学差異化領域５２は、自己組織化ブロック共重合体ドメインを含む。ブロック共重合体表面は、例えば、金、チオール官能基、もしくはアミン官能基を含むように修正されてもよい。インク材料（Ｉ−Ｘ−Ｙ）もまた図３に示され、化学差異化領域５２を介して、スタンプ３００へと取り付けられる。インク材料、およびスタンプ３００の作製のさらなる詳細は、本明細書で記述される。
【００１１】
図２の１０２０で示されるように、インク材料は、スタンプ表面とインク材料との間の化学親和力が、インク材料と受容体基板との間の化学親和力よりも小さくなるように選択される。インク材料は、受容体基板上に堆積されるいかなる材料であってもよく、受容体基板上に、ＳＡＭなどのパターンを形成することが可能ないかなる材料であってもよい。限定しない実施例として、インク材料は、ＳＡＭとして機能するための特性を備えた小分子であってもよい。インク材料は、スタンプ表面上で化学差異化領域５２と化学的に反応する、少なくとも一つの官能基を含みうる。インク材料は、受容体基板と化学的に反応する少なくとも一つの官能基をも含みうる。インク材料は、単一機能性を有しても、二つの機能性を有しても、もしくはそれ以上の機能性を有してもよい。一実施形態においては、インク材料は、インク材料の両端に二つ以上の官能基を有し、直交反応性を提供する。本明細書で使用される“直交反応性”という用語は、第一の様式で反応するインク材料上の少なくとも一つの官能基と、不活性である、もしくは同一の条件下で第二の、異なる様式で反応するインク材料上の、少なくとも一つの官能基とを意味し、ならびにそれらを含む。
【００１２】
インク材料は、Ｉ−Ｘ−Ｙ構造を有しうる。ここで、“Ｉ”は化学差異化領域５２へと結合可能な第一の官能基を含み、“Ｘ”は、スペーサ、もしくはリンカー分子であり、“Ｙ”は、受容体基板へと結合可能な第二の官能基を含む。ＩおよびＹのいかなる部分も、スタンプ表面、もしくは受容体基板へと結合可能な官能基を含みうる。例えば、Ｉの末端部分、もしくはＹの末端部分は所望の官能基を含みうる。または、Ｉの内部もしくはＹの内部は所望の官能基を含みうる。“Ｉ”および“Ｙ”の一部がお互いの各結合を妨げない、もしくは受容体基板上のパターン生成を妨げない方法で存在する限り、本明細書で記述されたもの以外のさらなるインク材料が使用されてもよい。
【００１３】
インク材料のスペーサ（Ｘ）は、受容体基板上に結果として生じるパターンの特定の厚さを提供するために選択されうる。化学差異化領域５２および受容体基板に対してのインク材料の結合を分離しない、いかなるスペーサでも適切である。スペーサは、極性、無極性、正に帯電した、負に帯電した、もしくは帯電していない分子であってもよい。限定しない実施例として、対応するハロゲン化炭化水素、特にフッ素化炭化水素と同様に、飽和、もしくは不飽和、直鎖、もしくは分岐アルキル、アリール、もしくは他の炭化水素スペーサが使用されてもよい。限定しない実施例として、インク材料は、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオール、２−シクロヘキシルアミノエタンチオール、例えば２−メルカプトエタノール（ＨＳ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）もしくは４−メルカプト−１−ブタノールなどのメルカプトアルコール、アセチレンチオール、脂肪族チオールもしくは芳香族チオール、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸、例えば、プロピオル酸、４−ブチン酸もしくは５−ペンチン酸などの、アセチレンカルボン酸塩、もしくはアセチレンスルホン酸塩、またはこれらの混合物であってもよい。
【００１４】
図２の１０３０および１０４０に示されるように、スタンプ表面は、インク材料によって湿らされる。物理吸着されたインク材料はスタンプ表面から除去されるが、化学吸着されたインク材料は、化学差異化領域５２に残ったまままである。本明細書で使用される“物理吸着”という用語およびその文法上の均等物は、インク材料などの分子の、スタンプ表面などの表面に対する物理的な吸着を意味し、それを含んでいる。物理吸着されたインク材料は、ファンデルワールス力などの微弱な分子間相互作用を介してスタンプ表面へと付着しうる。本明細書で使用される“化学吸着”という用語およびその文法上の均等物は、インク材料などの分子の、スタンプ表面などの表面に対する化学的な吸着を意味し、それを含んでいる。化学吸着されたインク材料は、水素結合、イオン結合、ジチオール結合、静電結合、もしくは他のいかなるいわゆる“微弱な”化学的結合などを介してスタンプ表面へと化学的に結合されてもよい。例えば、スタンプは、物理吸着されたインク材料を除去するが、化学差異化領域５２に対してのインク材料の化学親和力によって、化学吸着されたインク材料は除去しない条件下で洗浄されてもよい。
【００１５】
水素結合、静電もしくは酸／塩基の相互作用のため、洗浄液は望ましくは、インク材料を溶媒和する少なくともいくらかの特性を有する無極性有機溶媒である。極性溶媒は、化学吸着されたインクを乱す傾向がある。洗浄は、約０．１から１分間、溶媒もしくはインク材料の沸点までの温度で実施されうる。幾つかの実施形態においては、物理吸着されたインクを煮沸して除去するため、インク材料は、インク材料−スタンプ複合体を加熱することによって除去されてもよい。または、インク材料−スタンプ複合体は、化学吸着されたインク材料を除去することなく、物理吸着されたインクを除去するため、高真空に暴露されてもよい。図３は、化学差異化領域５２上に化学吸着されたインク材料（Ｉ−Ｘ−Ｙ）を有するスタンプ３００の実施形態を示す。このように、インク材料は、化学差異化領域５２と接触しているに過ぎない。
【００１６】
スタンプ表面は、インク材料が化学差異化領域５２と化学的に反応することを可能にする条件下で、インク材料で湿らされうる。インク材料は、いかなる簡便な方法によってスタンプ表面上にコーティングされてもよい。限定しない実施例として、インク材料は、スタンプ表面と直接接触してもよく、もしくは、インク材料は紙片上に吸収され、スタンプ表面は紙片に対して押圧されてもよい。または、スタンプ表面へとインク材料を転写するために綿棒のようなものが使用されてもよい。インク材料は、スタンプ表面へと素早く転写されうる。例えば、約６秒から６００秒の間のインク材料とスタンプ表面との接触が、化学差異化領域５２へのインク材料の化学吸着を可能にするために十分である。しかしながら、インク材料が化学差異化領域５２と反応することを確実にするためには、実質的により長い期間、接触が維持されうる。インク材料の“Ｉ”部分は、スタンプ表面と反応し、水素結合、イオン結合、ジチオール結合、静電結合、もしくは他のいかなるいわゆる“微弱な”化学的結合をも形成しうる。一実施形態においては、スタンプは、その上に金の化学差異化領域５２を含み、チオール官能基などの硫黄を含む官能基を少なくとも一つ有するインク材料と反応する。
【００１７】
スタンプ表面とインク材料との間に形成する結合の特性に依存して、インク材料は、非水性溶媒を使用してスタンプ表面へと適用されうる。例えば、インク材料およびスタンプ表面が酸／塩基の相互作用を介して相互作用する場合、極性溶媒への暴露は、スタンプ表面に対するインク材料の結合を妨げうる。他の実施形態においては、インク材料は、スタンプ表面へと転写するために溶媒に溶解されうる。インク材料は、０．００１ｍＭより低い濃度で溶媒内のスタンプ表面に対して転写され、望ましくは、その濃度は約１ｍＭから約１０ｋｍＭ である。インク材料が実質的に溶解可能である、および、インク材料がスタンプ表面へと化学的に結合することを可能にする、いかなる溶媒でも、使用されうる。
【００１８】
第二のインク材料が第一のインク材料と化学的に異なる場合、スタンプ表面は、任意で、一つより多くのインク材料に暴露されてもよい。第二のインク材料に対する暴露は、第一のインク材料の導入と実質的に同時であってもよいし、もしくは個別であってもよい。本明細書で詳細に記述されるように、第二のインク材料は、第一のインク材料へと結合する化学差異化領域５２とは異なる第二の化学差異化領域と化学的に反応してもよい。
【００１９】
図２の１０５０に示されるように、および、図４に示されるように、化学差異化領域５２へと化学吸着されたインク材料を有するスタンプ３００は、受容体基板２００と接触させられ、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００を形成する。以下に詳細に記述されるように、受容体基板２００は、受容体基板の湿潤性を改善させる、更なる材料層をその上に任意で含んでもよい。接触によって、インク材料のＹ部分は、受容体基板２００と化学的結合を形成しうる。インク材料と受容体基板２００との間の結合は、共有結合、イオン結合、もしくは極性結合であってもよい。スタンプ表面とインク材料との間の化学的結合は、インク材料と受容体基板２００との間の結合の強度よりもより微弱な結合強度を有しうる。スタンプ３００は、受容体基板２００と適切な条件下で接触し、インク材料をスタンプ表面から受容体基板２００の所望の領域へと転写させる。受容体基板へのインク材料の転写中の温度は、インク材料−受容体基板結合、もしくはインク材料−スタンプ表面結合を開裂させることなく、結合速度を最大化するように選択されうる。したがって、インク材料−受容体基板結合は、インク材料−スタンプ表面結合を開裂させる前に形成しうる。適切な温度範囲の選択は、当業者の技術分野内であり、特定のインク材料および受容体基板に依存する。一般的には、適切な温度は、室温からインク材料の沸点付近までの範囲であろう。スタンプ表面および受容体基板２００は、受容体基板２００とインク材料との間に化学的結合を形成することを可能にする条件下で接触しうる。一実施形態においては、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体は、約１分から２４０分間そのまま保持される。例えば、Ｈｕｉｓｇｅｎｓ−１，３−双極子付加環化反応を使用するマイクロコンタクトプリンティングにとっては、１５分間が適切でありうる。
【００２０】
図２の１０６０で示されるように、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００は、スタンプ表面上の化学差異化領域５２とインク材料との間の化学親和力を排除する、もしくは乱すような状態に暴露されうるが、インク材料と受容体基板２００との間の化学親和力はその状態には実質的に影響されないことがある。スタンプ３００とインク材料との間の結合は、熱的に、酸化的に、電気化学的に、もしくは極性、プロトン性溶媒に暴露することによって開裂しうる。限定しない実施例として、化学差異化領域５２が金もしくはチオール基を含む場合、スタンプ３００とインク材料との間の結合は、熱的、酸化的に、もしくは電気化学的に開裂しうる。しかしながら、化学差異化領域５２が酸／塩基の基を含む場合には、スタンプ３００とインク材料との間の結合は、極性、プロトン性溶媒に暴露することによって開裂しうる。
【００２１】
一実施形態においては、スタンプ表面が地形的特徴を含む場合、地形的特徴は化学差異化領域５２に相当するが、スタンプ３００とインク材料との間の結合を開裂させるために、地形的特徴の間のチャネルへと水溶液が導入される。限定しない実施例として、図４に関して、水溶液は、インク材料とスタンプ３００との間の結合を破壊するために間隙１３０’へと導入されうる。別の実施形態においては、インク材料と化学差異化領域５２との間の結合は、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００へと熱を加えることによって開裂する。一実施形態においては、インク材料と化学差異化領域５２との間の結合は、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００を、高イオン強度を有する溶液と接触させることによって開裂する。別の実施形態においては、インク材料と化学差異化領域５２との間の結合は、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００を、高イオン強度を有する溶液と接触させ、かつ熱を加えることによって開裂する。インク材料と化学差異化領域５２との間の結合は、インク材料と受容体基板２００との間の結合の大部分を開裂させることなく開裂しうる。スタンプ３００は、受容体基板２００から除去され、それによって、スタンプ表面の化学差異化領域５２と接触する受容体基板２００の一部にインク材料を残存させる（それによって例えばＳＡＭｓが形成しうる）。スタンプ３００は、続いて更なる受容体基板のスタンプのために準備され、再びインクを付けられうる。
【００２２】
限定しない実施例として、スタンプ３００が金の化学差異化領域５２を有し、かつ、インク材料がチオール官能基を含む場合、スタンプ３００は、チオール官能基をスルホン酸へと酸化するために、過酸化水素、もしくは漂白剤へと暴露されうる。それによって金の化学差異化領域５２からインク材料が開裂する。金−チオール結合は、インク材料と受容体基板２００との間のＣ−Ｎ、Ｃ−Ｏ、Ｓｉ−Ｏ、もしくはＳｉ−Ｎ結合の強度と比較して相対的に弱い（２０Ｋｃａｌ／ｍｏｌ−３５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ）ため、金−チオール結合は、インク材料／受容体基板結合を乱すことなく開裂しうる。金−チオール結合を開裂させる他の方法は、熱的開裂および電気化学的開裂を含む。
【００２３】
限定しない実施例として、スタンプ３００がチオール官能基（例えば、メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン）を含む化学差異化領域５２を有する場合、スタンプ３００とインク材料との間のジスルフィド結合は、（１）金属亜鉛への暴露（２）電気化学的還元もしくは（３）他のチオールへの暴露（例えば、本明細書で記述されるチオール−ジスルフィド転位）を含む還元条件によって開裂しうる。ジチオスレイトールは、この方法でジスルフィドをチオールへと還元するために特に有用な試薬である。
【００２４】
限定しない実施例として、スタンプ３００がアミン化学差異化領域５２（例えばアミノアルキル（トリアルコキシ）シラン）を含み、かつ、インクが、カルボキシル基もしくは他の酸性基を含む場合、酸−塩基相互作用は極性、プロトン性溶媒（例えば、水、メタノール、エタノール、ギ酸、フッ化水素、アンモニアもしくはそれらの混合物）へと暴露することによって破壊されうる。この状態においては、インク材料をスタンプ３００へと適用し、スタンプ３００と受容体基板２００とを接触させることは、極性、プロトン性溶媒のない状態で生じうる。スタンプ後に乾燥されるスタンプ−インク材料結合を乱す極性、プロトン性溶媒と混合される場合、極性非プロトン性溶媒（例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、もしくはヘキサメチルホスホロトリアミド）は、スタンプをする間、存在しうる。
【００２５】
表１は、化学差異化領域５２、受容体基板２００およびインク材料の組み合わせで使用されうる材料の、限定しない例示的なリストである。インク材料は化学差異化領域５２および受容体基板２００と反応して、スタンプ表面−インク材料−受容体基板複合体４００を形成する。
【００２６】
【表１】
2010525577.tif 000003
2010525577.tif 000004
2010525577.tif 000005
【００２７】
表１は、直交反応性を有するあるインク材料を特定しているが、インク材料内の多くの官能基は、表１に分類されていない材料と使用するために適切である。いかなる、および全てのこのような組み合わせは本発明の範囲内である。インク材料／スタンプ表面およびインク材料／受容体基板の組み合わせは、化学的相互作用および結合強度に対する従来の理解に基づいて選択されうる。スタンプ３００は、スタンプ表面上に所望のパターンを生成するいかなる従来の方法によって形成されてもよく、そのパターンは受容体基板２００上に形成されるパターンを反映する。スタンプ表面上のパターンは、インク材料に対する化学親和力を有する化学差異化領域５２によって画定される。限定しない実施例として、スタンプ３００上のパターンは、モールドを使用すること、またはフォトリソグラフィーもしくは電子ビームリソグラフィーによってなど、従来の技術によって形成されうる。スタンプ３００上のパターンは、ブロック共重合体を使用して形成されてもよい。一実施形態においては、スタンプ３００は、例えば、フォトレジスト材料もしくは電子ビームレジスト材料を使用することなどによって、リソグラフィーによって生成される。図５に関して、フィルム７０は、スタンプ基板５０上に堆積されうる。インク材料に対する化学親和力を有するフィルム７０のための材料を使用することによって、フィルム７０は、化学差異化領域５２を提供しうる。または、フィルム７０を形成するために使用される材料は、インク材料に対する化学親和力を有する官能基を含むよう化学的に修正されてもよい。限定しない実施例として、フィルム７０は、金、二酸化シリコンもしくはブロック共重合体などの無機材料から形成されうる。
【００２８】
レジスト層１８０は、フィルム７０上に堆積され、従来のフォトリソグラフィー技術もしくは電子ビームリソグラフィー技術によってパターン化され、開口７２を形成する。フォトレジスト材料、電子ビームレジスト材料およびリソグラフィー技術は、本技術分野において既知であり、したがって、レジスト層１８０内のパターン形成は、本明細書では詳細には記述されない。レジスト材料は、ポジレジストもしくはネガレジストであってもよいし、ポリスチレンベースレジスト、ポリ（メタ）アクリレートベースレジスト、シルセスキオキサン材料（“ＳＳＱ”）およびそれらの組み合わせを含むがそのいずれにも限定はされない、有機材料もしくは無機材料であってもよい。レジスト層１８０は、以下の従来のコーティング技術によってフィルム７０上に形成されてもよい。それは、レジスト層１８０内で使用される材料に依存して、ディップコーティング、バーコーティング、スピンコーティング、ロールコーティング、スプレイコーティング、およびフローコーティングを含むが、そのいずれにも限定はされない。レジスト層１８０内のパターンは、本技術分野で知られているように、マスクとしてレジスト層１８０を使用してフィルム７０へと転写されうる。図６に示されるように、フィルム７０は、スタンプ基板５０上のスタンプ表面７０’を生成するためにエッチングされうる。スタンプ３００は、地形的特徴を含むものとして図６に示されているが、スタンプ３００は実質的に平面でありうる。フィルム７０として使用される材料が、インク材料に対する親和力を有する金などの場合、スタンプ表面７０’は、化学差異化領域５２に対応しうる。しかしながら、フィルム７０として使用される材料が、インク材料に対する親和力を有しない場合、スタンプ表面７０’は、金の層を含むよう、またはインク材料に対する親和力を有するチオール基もしくはアミン基などの官能基を含むよう、修正されうる。修正されたスタンプ表面７０’は、化学差異化領域５２に対応しうる。限定しない実施例として、二酸化シリコンもしくはブロック共重合体がフィルム７０の材料として使用される場合、フィルム７０は、化学差異化領域５２を提供するために、金の層、またはチオール基もしくはアミン基で修正されうる。
【００２９】
一実施形態においては、化学差異化領域５２は、金から形成される。つまり、金はフィルム７０の材料として使用されてもよいし、またはフィルム７０として使用される別の材料をコーティングするために使用されてもよい。一実施形態においては、電子ビームリソグラフィーはスタンプ基板５０上にレジスト層１８０を堆積させることによってスタンプ３００を生成するために使用されうる。レジスト層１８０内に生成されたパターンは、本技術分野で知られているように、スタンプ基板５０へと転写されうる。クロム層（７５ｎｍ）に続いて金の層（５ｎｍ）を含むフィルム７０’’’は、レジスト層１８０上に堆積される。クロム層などの、金の層下に堆積されるいかなる金属も、チオール基に対する親和力をほとんど有しない、もしくは全く有しない。クロム層は、金のための接着層として使用されうる。図７および図８に関して、レジスト層１８０およびそれを覆う金属（フィルム７０’’’）は、続いて、トルエン内で２０分間超音波処理されることなどによって除去されうる。結果として生じるスタンプ３００’’’’’’’は、その上に（スタンプ表面７０’に対応する）金の化学差異化領域５２を有するが、例えば窒素蒸気内で乾燥されうる。金はチオール基に対する親和力を有するため、スタンプ３００は、受容体基板２００をパターン化するためチオール官能基を有するインク材料と使用されうる。完全なＳＡＭｓを形成しないスタンプと比較して受容体基板２００へのインク材料のより良い転写が起こり得るように、インク材料、もしくは金の化学差異化領域５２のＳＡＭｓ形成によって、受容体基板２００上に形成されるインク材料のパターンを完成させることが可能であるか、もしくは実質的に完成させることが可能でありうる。
【００３０】
別の実施形態においては、フィルム７０は、その上に露出されたチオール官能基もしくはアミン官能基を含む、または含むように修正された、無機材料から形成される。限定しない実施例として、フィルム７０は、二酸化シリコンから形成され、メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物（例えば、ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．から市販されているＣＡＳ Ｎｏｓ．１４８１４−０９−６、４４２０−７４−０）でコーティングされうる。メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物のコーティングは、スタンプ３００上の露出されたチオール基を提供し、それは化学差異化領域５２に対応する。このようなスタンプ表面を形成するため、二酸化シリコンフィルムは、スタンプ基板５０上に堆積され、地形的特徴を形成するために従来技術によってパターン化されうる。つまり、二酸化シリコンは、フィルム７０のために使用される材料でありうる。限定しない実施例として、酸化シリコンフィルムは、（１）フォトレジストの従来の（すなわち６０ｎｍまでの）フォトリソグラフィー後のドライエッチング（２）電子ビームレジストの（〜３０ｎｍまでの）電子ビームリソグラフィー後のドライエッチング（３）ブロック共重合体のグラフォエピタキシャル自己組織化、およびエッチマスクを形成するための１ドメインの除去後、本明細書でさらに記述されるようなドライエッチング、または（４）ピッチ増大によってパターン化されうる。酸化シリコンフィルムは、スタンプ基板５０上の薄いコーティングでありうる。例えば、酸化シリコンフィルムは、約１−１０ｎｍの間の厚さでありうる。一実施形態においては、エッチングの大半は、シリコンなど、メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シランとは反応しない個別の材料内で生じる。この材料は、化学差異化領域５２周囲の非反応性領域を形成する。パターン化された酸化シリコンフィルムは、続いて、二酸化シリコン表面上にチオールを含有する層を形成するために、メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物へと暴露されうる。一実施形態においては、チオールシラン単分子層がエッチングプロセス後も存続するように（例えばチオールシラン単分子層はパターン化の間レジストによって保護される）、ならびに、チオール基がスタンプ先端上のみに存在し、地形的特徴の側に存在しないように、パターン化される前にチオールシラン単分子層が酸化シリコンフィルム上に堆積されうる。例えば、チオールシラン単分子層がパターン化された基板上に堆積される場合、チオールシラン単分子層は、スタンプのいかなる地形的特徴の側壁上に堆積されることもありうるし、インク材料は地形的特徴の側壁上に堆積されうる。しかしながら、チオールシラン単分子層がパターン化の前に堆積される場合、チオールシラン単分子層、および従ってチオール基は、スタンプ先端上のみに存在する。
【００３１】
限定しない実施例として、フィルム７０は、酸化シリコンから形成され、（ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている）アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物でコーティングされうる。アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物のコーティングは、スタンプ３００上に露出されたアミン基を提供し、それは化学差異化領域５２に対応する。アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物でコーティングされたスタンプ３００の生成方法は、メルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物でコーティングされたスタンプ３００に関して上述された一般的な方法に従いうる。パターン化された酸化シリコンフィルムは、酸化シリコンフィルム表面のアミン層を形成するため、アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物へと暴露されうる。一実施形態においては、スタンプ先端上のみに存在し、地形的特徴の側に存在しないアミン基を含む化学親和力領域を生成するために、エッチングプロセス後もアミノシラン単分子層が存続するように、アミノシラン単分子層は、パターン化される前に酸化シリコンフィルム上に形成される。
【００３２】
別の実施形態においては、フィルム７０は、ブロック共重合体から形成される。ブロック共重合体から形成されるフィルム７０は、化学差異化領域５２に対応するスタンプ表面７０’を提供するため、金、もしくは、チオール官能基およびアミン官能基のうちの少なくとも一つで修正される。一実施形態においては、ブロックのうちの一つは、例えば、ポリビニルピリジンなど、チオール官能基もしくはアミン官能基を本質的に含有する。スタンプ３００上のフィルム７０がブロック共重合体から形成される場合、第一のインク材料と反応する少なくとも一つの官能基を含むようにブロック共重合体のうちの第一のブロックが選択され、もしくは修正されうるが、第二のブロックは不活性であってよく、もしくは任意で、第二のインク材料の第二の官能基と反応する少なくとも一つの官能基を含みうる。二者択一的に、もしくはそれに加えて、第二のブロックは、スタンプ表面をインク材料と接触させる前に除去されうる。ブロック共重合体がフィルム７０に使用される場合、ブロックドメインのうちの１ドメインは、本明細書で記述されるように開口７２を形成するために選択的に除去されうる。または、１ドメインがインク材料に対する親和力を欠くように平面デバイスが形成されうる。ブロック共重合体から形成されるフィルム７０は、アニーリング後の構成ブロックのミクロ相分離によって周期構造へと自己組織化しうる。自己組織化に続いて、ブロック共重合体のうちの１ブロックは、選択的に除去され、残存ブロックから形成されるパターン化されたフィルムを生成する。パターン化されたフィルムは、下部基板上に形状をパターン化するためのエッチマスクとして使用されうる。または、ブロック共重合体のうちの１ブロックは、第一のインク材料に対する化学親和力を有しうるが、他の（複数の）ブロックは、第二のインク材料に対する化学親和力を有しうる。一実施形態においては、スタンプはＰＳ−ＰＭＭＡブロック共重合体から形成され、インク材料は、アルキンチオール−金ナノ粒子であり、受容体基板はＳｉＯ２上の１１−アジドウンデシル（トリアルコキシラン）である。アルキンチオール金ナノ粒子は、ナノ粒子上のアルキン尾部によってＰＭＭＡ上のＰＳを選択的に湿らせることによってＰＳ−ＰＭＭＡブロック共重合体フィルムのＰＳドメインへ選択的に吸収しうる。
【００３３】
ブロック共重合体は、例えば（複数の）異なる単量体単位を含む違うタイプの少なくとも一つの長い配列（すなわち“ブロック”）へと共有結合した、同一の（複数の）単量体 単位の少なくとも一つの長い配列（すなわち“ブロック”）を含むポリマーである。ブロック共重合体は、従来、各単量体単位を分離するため、“−ブロック−”もしくは“−ｂ−”という語を使用して命名されるが、ランダム共重合体は、従来、各単量体単位を分離するため、用語“−ランダム−”もしくは“−ｒ−”を使用して命名される。種々のブロック共重合体は、本明細書では、ジブロック共重合体（２つのブロックを有する共重合体）、トリブロック共重合体（３つのブロックを有する共重合体）、マルチブロック共重合体（３つより多くのブロックを有する共重合体）およびその組み合わせを含むものとして、意図される。
【００３４】
ジブロック共重合体がフィルム７０上の材料として使用される場合、ブロック共重合体の各ブロックは、ブロックを形成する単量体単位の構造だけでなく、例えば物理的特性（例えば、機械的強度、表面張力、湿潤性および／もしくは溶解度）および化学的特性（例えば溶解度、化学的反応性、除去技術に対する感受性、および／もしくは架橋反応に対する感受性）を含む他の特性においても、他のブロックとは異なりうる。ミクロ相分離されたドメインのサイズおよび形状を含むフィルム形態は、ジブロック共重合体におけるブロックの分子量および体積分率によって制御されうる。限定しない実施例として、ジブロック共重合体のうちの各ブロックの割合は、ラメラドメインもしくは交互の縞状ブロックを生成するため、約４０：６０から約６０：４０の間である。ブロックのドメインサイズは、約５ｎｍから約５０ｎｍの間でありうる。スタンプ３００’を生成する上で使用されるブロック共重合体は、インク材料に対するその化学親和力に基づいて選択されうる。
【００３５】
限定しない実施例として、ブロック共重合体のうちのブロックは、ポリブタジエン−ポリブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリ（スチレン−ｂ−メチルメタクリレート）（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）、ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリビニルピリジン、ポリブチルメタクリレート−ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート−ポリビニルピリジン、ポリブタジエンポリビニルピリジン、ポリエチレンオキサイド−ポリイソプレン、ポリエチレンオキサイド−ポリブタジエン、ポリエチレンオキサイド−ポリスチレン、ポリエチレン‐ポリビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリメチルメタクリレート、ポリイソプレン−ポリビニルピリジン、ポリブチルアクリレート−ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリヘキシルアクリレート−ポリビニルピリジン、ポリイソブチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリジメトキシシロキサン、ポリイソブチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチレン−ポリビニルピリジン、ポリエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート−ポリブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート−ポリブチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリブチルアクリレート、ポリスチレン−ポリブチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリブチルスチレン、ポリスチレン−ポリジメトキシシロキサン、ポリスチレン−ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジン−ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン−ポリイソプレン（ＰＳ−ｂ−ＰＩ）、ポリスチレン−ｂ−乳酸、もしくは、ポリエチレンオキサイド−ポリメチルメタクリレートでありうる。以下に詳細に記述されるように、ブロック共重合体は、ジブロック共重合体であってもよい。しかしながら、３つ（トリブロック共重合体）もしくはそれより多い（マルチブロック共重合体）ブロックを有するブロック共重合体もまた、使用されてもよい。トリブロック共重合体の実施例は、ポリ（スチレン−ブロックメチルメタクリレート−ブロック−エチレンオキサイド）および以下から選択された３つ以上のブロックを有するブロック共重合体を含むが、そのいずれにも限定されない。それは、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ乳酸、ポリビニルピリジンおよびそれらの混合物である。
【００３６】
一実施形態においては、ブロック共重合体はジブロック共重合体である。ジブロック共重合体は対称性を有する（すなわち、第一のブロックの体積分率が実質的に第二のブロックの体積分率と同一である）か、もしくは、非対称性を有し（すなわち、第一のブロックの体積分率が第二のブロックの体積分率とは実質的に異なる）てもよい。本明細書で使用される、対称性ジブロック共重合体の各ブロックは約０．４から約０．６の体積分率を有する。本明細書で使用される、非対称性ジブロック共重合体の各ブロックは、約０．４より小さい体積分率もしくは約０．６より大きい体積分率を有する。一実施形態においては、ジブロック共重合体は、対称性ジブロック共重合体であり、ジブロック共重合体がラメラ（すなわち、別の材料と交互的な材料シート）を形成するために自己組織化するような実施形態のために使用される。非対称性ジブロック共重合体は、ジブロック共重合体が、例えば、球体、円柱、らせんもしくはその組み合わせを含む他の形態を形成するために自己組織化するような実施形態のために使用されうる。第一のブロック共重合体および第二のブロック共重合体を含む方法の場合、第一のブロック共重合体および第二のブロック共重合体は、両者とも対称性ブロック共重合体でありうる。
【００３７】
一実施形態においては、スタンプ３００は、ジブロック共重合体を使用して生成され、いかなる適切な方法によってでもスタンプ基板５０の表面に適用される。ジブロック共重合体が実質的に垂直になるように方向づけることを可能にするいかなる材料でも、スタンプ基板５０に使用されうる。本明細書で使用される、“実質的に垂直な”ラメラとは、表面に対して平均して垂直である一組のラメラを称する。しかしながら、スタンプ基板５０の表面が、ジブロック共重合体が基板に対して実質的に垂直になるよう方向づけることを可能にするような材料で処理される場合、他の材料がスタンプ基板５０に使用されてもよい。このように、スタンプ基板５０はいかなる特定の材料にも限定されることはない。
【００３８】
ジブロック共重合体は、例えば、堆積方法、コーティング方法、転写方法および／もしくは他の使用可能な適用方法を含む、従来技術によってスタンプ基板５０へと適用されうる。ジブロック共重合体は、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレイコーティング、およびその組み合わせによって適用されうる。このような方法においては、ジブロック共重合体は、媒体（例えば、溶媒）中に溶解され、分散され、もしくは懸濁されうる。溶液、分散液、もしくは懸濁液は、スタンプ基板５０上に堆積され、堆積中もしくは堆積後に、（例えば、室温もしくは昇温、および環境気圧もしくは減圧における蒸発を介して）媒体は任意で除去されうる。
【００３９】
ブロックの特性（例えば分子量、ブロック重量比、フィルム厚さ）およびプロセス条件（例えば、アニーリング条件、表面処理など）に依存して、ジブロック共重合体のブロックは、ナノメートル規模の長さスケールでミクロ相分離し、薄いポリマーフィルム内に六角形配列の間隙を形成する。ジブロック共重合体の他の相形態は、球体相、ラメラ相などを含むがそのいずれにも限定はされない。
【００４０】
このように、一実施形態においては、少なくとも一つの化学差異化領域がスタンプ基板上に形成され、少なくとも一つの化学差異化領域は少なくとも一つのインク材料に対する化学親和力を示す。少なくとも一つの化学差異化領域は、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、もしくは少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物を含みうる。スタンプ基板上の少なくとも一つの化学差異化領域は、スタンプ基板上にブロック共重合体を堆積すること、ならびに、スタンプ基板へと垂直な方向を有する少なくとも二つのドメインへとブロック共重合体を自己組織化することによって形成されうる。自己組織化されたブロック共重合体のうちの少なくとも一つのドメインは、任意で除去されうる。ドメインのうちの少なくとも一つは、金、チオール官能基を含有する化合物、アミン官能基を含有する化合物もしくはその組み合わせによってコーティングされうる。少なくとも一つの化学差異化領域は、地形的特徴を含みうる。
【００４１】
図９に関して、スタンプ基板５０は、ジブロック共重合体の各ブロックに関して中性浸潤表面を有するように提供される。このように、ブロック共重合体のうちのどのブロックも優先的にスタンプ基板５０の表面を湿らせることはない。スタンプ基板５０は、前述された材料のうちの一つから形成されうる。スタンプ基板５０が実質的な平面であると示される場合、スタンプ基板５０は、ジブロック共重合体の堆積の前にパターン化されうる。例えば、スタンプ基板５０は、その中に自己組織化ブロック共重合体を形成するためのガイドの役目を果たすトレンチを含みうる。トレンチは、本明細書で詳細に記述されるように、従来のリソグラフィー技術、もしくはブロック共重合体を使用して形成されうる。一実施形態においては、スタンプ基板５０は、ブロック共重合体の各ブロックのサイズとほぼ同一の一連の化学領域を含むように化学的にパターン化され、これは、その中に自己組織化ブロック共重合体を形成するためのガイドの役目を果たす。対称性ジブロック共重合体は、スタンプ基板５０上に堆積され、フィルム７０’’を形成しうる。スタンプ基板５０が中性浸潤表面を有しない場合、材料層６０がスタンプ基板５０とフィルム７０’’との間に形成され、中性浸潤表面を提供する。材料層６０は図９に示されているが、この層は任意である。
【００４２】
一実施形態においては、材料層６０は、水素終端シリコンであり、ジブロック共重合体ポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレートのための中性浸潤表面を提供する。別の実施形態においては、材料層６０は、ランダム共重合体を含み、ブロック共重合体のうちの少なくとも一つのブロックを架橋するために使用されるのと同一の方法、もしくはそれとは異なる方法を使用して架橋されうる。架橋された材料層６０は、例えば、ブロック共重合体の各ブロックに関してスタンプ基板５０を中性浸潤の状態にするために使用され、スタンプ基板５０上にブロック共重合体が自己組織化することを可能にする。例えば、ジブロック共重合体がポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレートジブロック共重合体である場合、架橋することが可能なポリスチレン−ｒ−ポリメチルメタクリレートランダム共重合体が材料層６０として使用されうる。架橋された材料層６０は、望ましくはブロック共重合体自己組織化プロセス中に直面するさらなる処理に対する抵抗性を有する。
【００４３】
いったんジブロック共重合体がスタンプ基板５０上（もしくは材料層６０上）に堆積されると、ジブロック共重合体は、存在するドメインを破壊するためにアニーリングされ、それによってジブロック共重合体が自己組織化するのを可能にする。ジブロックポリマーは、熱アニーリング、溶媒アニーリング、もしくはその組み合わせによってアニーリングされうる。アニーリングの間、ジブロックポリマーは、ナノメートルスケールの寸法を有する規則的ドメインを形成しうる。熱アニーリングはジブロック共重合体を昇温（例えば、ジブロック共重合体のガラス転移温度、もしくはその温度以上）へと暴露すること、および、自己組織化ブロック共重合体が硬化することを可能にするために温度を低下させることを含みうる。限定しない実施例として、ジブロックポリマーは、望ましくは真空下もしくは不活性雰囲気下で、約２４時間もしくはそれより長い期間まで、約０℃から約２５０℃の温度へとジブロック共重合体を加熱することによって熱的にアニーリングされうる。溶媒アニーリングは、ジブロック共重合体が膨張するまでジブロック共重合体を溶媒へと暴露することを含みうる。溶媒の少なくとも一部は、蒸発などを介して続いて除去されうる。
【００４４】
図１０に示されるように、フィルム７０’’内のジブロック共重合体の各ブロックは、アニーリングの最中ドメインへと自己組織化しうる。対称性ジブロック共重合体は、ラメラ構造へと自己組織化し、交互のラメラはそれぞれジブロック共重合体のうちの１ブロックを含むドメインを表す。第一のラメラの中心と同一タイプの次のラメラの中心との間の距離は、ジブロック共重合体の固有の周期（Ｌｏ）であり、各ブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量に依存する。このように、ジブロック共重合体の固有の周期は、ジブロック共重合体のうちの一つもしくは両方のジブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量を増加させることによって増加しうる。逆に、Ｌｏは、ジブロック共重合体のうちの一つもしくは両ブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量を減少させることによって減少しうる。本明細書で意図されるジブロック共重合体は、約１０ｎｍから約１００ｎｍのＬｏを有しうる。第一のブロック共重合体および第二のブロック共重合体を使用する方法の場合、第一のブロック共重合体のＬｏは、第二のブロック共重合体のＬｏと同一であってもよく、もしくはそれとは異なってもよい。
【００４５】
フィルム７０’’内のジブロック共重合体は、実質的にスタンプ基板５０に対して垂直である、一組の交互のラメラ１１０および１２０を形成するためのアニーリング中に自己組織化する。ラメラ１１０、１２０は、以下の点で異なる化学親和力を有しうる。それは、ラメラ１１０は第一のインク材料に対する親和力を有しうるが、ラメラ１２０は実質的に不活性であるかもしくは第二のインク材料に対する親和力を有しうるという点である。ジブロック共重合体の各ブロックは、（複数の）インク材料に対する所望の化学親和力を提供するために選択され、または、ブロックのうちの一つ以上は所望の化学親和力を提供するために官能基で修正されうる。図１０のスタンプ３００’内に示されるように、ラメラ１１０、１２０の上表面は、化学差異化領域５２に対応しうる。または、ラメラ１１０、１２０が（複数の）インク材料に対する化学親和力を有しない場合、ラメラ１１０もしくはラメラ１２０のうちの一つの上表面は、化学差異化領域５２を提供するため、金、チオール基、もしくはアミン基を含むように修正されうる。
【００４６】
または、ラメラ１２０は、図１１に示されるように、スタンプ３００’’上にパターンを生成するために除去されうる。ラメラ１２０を除去するため、ラメラ１１０は、例えば、放射（例えば紫外線（ＵＶ）放射）へと暴露することによって架橋されうる。架橋されたラメラは、例えば改良された機械的特性および更なる処理中の除去に対する低感受性を有しうる。幾つかの実施形態においては、ラメラ１１０を形成するブロック共重合体のブロックは、架橋剤の添加なしでも架橋に対しての感受性が高くなりうる。例えば、ブロック共重合体がポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレートジブロック共重合体である場合、ポリスチレンブロックはＵＶ放射への暴露によって架橋されうる。または、ラメラ１１０を形成するブロック共重合体のブロックは、少量（例えば、１モル％から５モル％）の、熱的に架橋可能な単量体（例えばベンゾシクロブタン−含有単量体）もしくは光化学的に架橋可能な単量体（例えば、ジビニルベンゼンもしくはアジドメチルスチレン）を含むことによって架橋可能にされうる。二者択一的に、もしくはこれに加えて、幾つかの実施形態においては、架橋剤はラメラ１１０を形成するブロック共重合体のブロックへと添加されうる。種々の架橋剤が本技術分野において既知であり、例えば、架橋剤（例えば１，３，５−トリメチル−２，４，６−（トリアセトキシメチル）ベンゼン）と熱的酸発生剤（例えば、シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホン酸塩）の組み合わせを含む。
【００４７】
図１１に関して、ラメラ１２０は、架橋されておらず、選択的に除去され、スタンプ３００’’の表面上に架橋されたラメラ１１０および間隙１３０を残す。間隙１３０は、架橋されたラメラ１１０の側壁１５０によって画定される。架橋されていないラメラを除去するための種々の方法が本技術分野において既知であり、例えば放射（例えばＵＶもしくは電子ビーム）、オゾン処理、溶媒内への浸漬などのウェットケミカルプロセス手法、ならびに／または、反応性イオンエッチングおよびイオンビームエッチングなどのエッチング手法を含む。例えば、ジブロック共重合体がポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレートジブロック共重合体であり、ポリスチレンブロックを含むラメラが架橋されている場合、架橋されていないポリメチルメタクリレートブロックを含むラメラは、例えば、紫外線（ＵＶ）放射への包括的暴露（blanket exposure）後の酢酸現像によって選択的に除去されうる。結果として生じるスタンプ３００’’はプリンティングのために使用されるか、もしくは更なる処理を施されてもよく、例えば、スタンプ３００’’はマスクとして機能する。
【００４８】
一実施形態においては、図１２に示される、材料１７０は、架橋されたラメラ１１０上に選択的に堆積されうる。材料１７０は、ラメラ１１０とは異なるエッチング選択性を有しうる。限定しない実施例として、材料１７０は、グレージング角堆積を使用して堆積される金でありうる。金は、スタンプ基板５０と平行な面から数度上方の角度における表面上にスパッタされうる。金は、ラメラ１１０の上方に、および、側壁の頂点において、わずかに間隙１３０内へと堆積されうる。しかしながら、間隙１３０の下表面１３５は、隣接するラメラ１１０によって金堆積から大部分が保護され、架橋されたラメラ１１０上に金の化学差異化領域５２を含むスタンプ３００’’’が形成されうる（図１３）。
【００４９】
スタンプ３００’’の架橋されたラメラ１１０は、更なる処理のマスクとしても使用されうる。例えば、間隙１３０は受容体基板２００のスタンプ前に材料で満たされうる。図１２に関して、材料１７０は、間隙１３０内および架橋されたラメラ１１０上に堆積されうる。材料１７０は、ラメラ１１０とは異なるエッチング選択性を有しうる。例えば、材料１７０は、二酸化シリコンもしくは金などの無機材料でありうる。材料１７０は、平坦化され、ラメラ１１０の上表面を露出する。ラメラ１１０は選択的に除去され、図１４に示されるように、スタンプ基板５０上の材料１７０のパターンおよび間隙１３５を残す。材料１７０がスタンプ基板５０上に化学差異化領域を生成しない場合、金などの無機材料が材料１７０の上表面上に堆積されうるか、または、材料１７０の上表面がラメラ１１０の選択的エッチング前に、チオール官能基もしくはアミン官能基を含むように修正され、材料１７０上に化学差異化領域５２を形成する。
【００５０】
別の実施形態においては、図１１の間隙１３０は、ブロック共重合体の自己組織化のためのガイドの役目を果たすトレンチを形成しうる。しかしながら、代替として、トレンチは従来のリソグラフィーによって形成され、ブロック共重合体の自己組織化のためのガイドとして使用されうる。図１５に関して、第二のブロック共重合体１７０’はフィルム７０’’で使用されるブロック共重合体と同一であるか、もしくはそれとは異なってもよく、間隙１３０内に堆積されうる。一実施形態においては、間隙１３０は、第二のブロック共重合体１４０の各ブロックに関して中性浸潤である下表面（スタンプ基板５０の露出表面）を有する。しかしながら、間隙１３０が中性浸潤表面を含まない場合、材料層６０は、任意で、前述されたようにスタンプ基板５０表面を中性浸潤の状態にさせるためにその中に堆積されうる。側壁１５０は、第二のブロック共重合体１７０’のうちの少なくとも一つのブロック（例えば、第二のブロック共重合体１７０’のうちの１ブロックは、ラメラ１１０の架橋されたブロックと類似するかもしくは同一である）によって湿らされうる。第二のブロック共重合体１７０’は前述されたような方法によってアニーリングされ、図１６に示されるように、各間隙１３０内の自己組織化が、第二組目の交互のラメラ１４２および１４４を形成することを可能にする。ラメラ１４２、１４４は、スタンプ基板５０に実質的に垂直に方向づけられ、各側壁１５０と実質的に一致し、スタンプ３００’’’’を形成する。
【００５１】
任意で、ラメラ１４２は前述されたような方法によって架橋されうる。図１６および図１７に関して、架橋されていないラメラ１４４は前述されたような方法によって除去され、ラメラ１４２のパターンを形成する。結果として生じるパターンは、例えば、スタンプ基板５０内のサブリソグラフィック開口を形成するためのエッチングマスクとして使用されうる。本明細書で使用される“サブリソグラフィック”という用語は、従来のリソグラフィーを使用して得ることが可能な最小限のサイズもしくは寸法よりも小さい一つ以上のサイズもしくは寸法を有することを意味し、並びにそれを含む。または、パターンはスタンプ３００’’’’’を形成しうる。図１６および図１７に示される、スタンプ３００’’’’およびスタンプ３００’’’’’は、図１６に示されるようにラメラ１１０、１４２および１４４のうちの二つが所望のインク材料に対する化学親和力を有するならば、受容体基板２００をパターン化するために使用されうる。例えば、図１６に関して、ラメラ１１０、１４２および１４４のうちの各々がインク材料に対する化学親和力を有する場合、インク材料は全ての３領域に結合し、パターンが受容体基板２００へと転写されない。しかしながら、ラメラ１１０、１４２および１４４のうちの二つがインク材料に対する化学親和力を有する場合、インク材料はこれらの２領域に結合し、パターンを形成して、パターンが受容体基板２００へと転写されうる。図１７に示されるラメラ１１０、１４２は同一のインク材料に対する化学親和力を有してもよいし、もしくはラメラ１１０、１４２は異なるインク材料に対する化学親和力を有してもよい。
【００５２】
一実施形態においては、ジブロック共重合体は、フィルム７０によって形成される開口７２内にジブロック共重合体を堆積することによって図６のスタンプで使用される。ジブロック共重合体はアニーリングされ、スタンプ基板５０に対して実質的に垂直な交互のラメラ２１０、２２０を形成する（図１８）。ラメラ２１０、２２０はフィルム７０’によって提供されるものに加えて、さらに化学差異化領域を提供しうる。または、開口７２内のラメラがインク材料に対する化学親和力を含まない場合、さらなる化学差異化領域を提供するために、その上表面は金、チオール基、もしくはアミン基を含むよう修正されうる。または、開口７２内のラメラのうちの一組は、前述されたような方法によって架橋され、かつ除去されて、開口７２内に所望のパターンを形成する。本実施形態においては、フィルム７０がシリコン含有側壁１５０を有するようにフィルム７０はシリコン含有層である。フィルム７０は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）、ＳＳＱ、Ｓｉ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＮもしくはそれらの組み合わせから形成されうる。任意で、ジブロック共重合体のうちの１ブロックのホモポリマーは、開口７２がジブロック共重合体の同一ブロックによって優先的に湿らされうるように、シリコン含有側壁１５０へとグラフトされうる。例えば、開口７２内に自己組織化されるジブロック共重合体が、ポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレートジブロック共重合体である場合、開口７２がジブロック共重合体のポリスチレンブロックによって湿らされうるように、ポリスチレンホモポリマーはシリコン含有側壁１５０へとグラフトされうる。または、開口７２がジブロック共重合体のポリメチルメタクリレートブロックによって優先的に湿らされうるように、ポリメチルメタクリレートホモポリマーはシリコン含有側壁１５０へとグラフトされうる。ホモポリマーは、本技術分野において既知の種々の方法によってグラフトされうる。その方法は、シリコン含有側壁と（例えば水素結合および／もしくは共有結合を形成することによって）相互作用しうる末端基（例えばヒドロキシル基）でホモポリマーを処理することを含む。
【００５３】
（例えばスタンプ３００’、３００’’’’、３００’’’’’、３００’’’’’’などの）スタンプが一つよりも多くのインク材料に対する化学親和力を有する場合、これらのスタンプ内のジブロック共重合体のうちの第一のブロックおよび第二のブロックは、それぞれ第一のインク材料および第二のインク材料と反応する化学差異化領域を提供する。これらのスタンプ内のジブロック共重合体のうちの第一のブロックおよび第二のブロックは、スタンプパターンに対応するサイズおよび形態を有する個別のドメインを形成する。ジブロック共重合体の第一のブロックは、第一のインク材料と反応する官能基を含むよう選択されるかもしくは修正され、第二のブロックは、第二のインク材料と反応する官能基を含むよう選択されるかもしくは修正される。ジブロック共重合体は、続いて、前述されたような方法によってアニーリングされ、２つのドメインを生成する。図１９に関して、スタンプ基板５０は、その上に、“Ｉ”（第一のインク材料）に対して選択的な第一のドメイン１１０’と、“Ｉ＊”（第二のインク材料）に対して選択的な第二のドメイン１２０’とを含む。スタンプ３００’、３００’’’’、３００’’’’’、３００’’’’’’は第一のインク材料および第二のインク材料で受容体基板２００をパターン化するために使用されうる。スタンプ３００’、３００’’’’、３００’’’’’、３００’’’’’’に関して、二つのインク材料の使用が示されているが、スタンプが二つよりも多くの異なる化学差異化領域を含む場合には、二つよりも多くのインク材料の使用が意図されうる。第一のインク材料および第二のインク材料は、同一のプリンティングプロセス中にスタンプに対して適用されてもよいし、個別のプリンティングプロセス中に適用されてもよい。
【００５４】
限定しない実施例として、スタンプの化学差異化領域、インク材料および受容体基板として使用される材料の組み合わせが、本明細書で記述される。しかしながら、スタンプ、インク材料もしくは受容体基板は、前述されたように、他の材料から形成されてもよいし、材料の他の組み合わせを含んでもよい。例えば、スタンプは金の化学差異化領域を含み、金−チオール結合を介してインク材料と相互作用してもよい。スタンプがメルカプトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物でコーティングされたＳｉＯ２地形的特徴を含む実施形態においては、インク材料はジスルフィド結合を介してスタンプ表面と相互作用しうる。ジスルフィド結合は相対的に微弱（約５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌから約６０Ｋｃａｌ／ｍｏｌの間）である。インク材料は遊離チオール（Ｒ−ＳＨ）官能基を含むことがあり、この場合にはブロムなどの酸化剤が、スタンプ上の化学差異化領域へのジスルフィド結合を形成するために使用されうる。または、インク材料は酸化されたジチオール構造Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒで過剰に存在することがあり、チオール−ジスルフィド転位反応は以下の反応式に従って、インク材料をスタンプへと転写するために使用されうる。
スタンプ−ＳｉＯ２−プロピル−ＳＨ＋Ｒ−Ｓ−Ｓ−Ｒ→スタンプ−ＳｉＯ２−プロピル−Ｓ−Ｓ−Ｒ＋ＨＳ−Ｒ
【００５５】
スタンプが金の化学差異化領域を含む場合、もしくはメルカプトプロピル（トリアルコキシ）シランでコーティングされた化学差異化領域を含む場合、アミンはインク材料内に存在し、受容体基板およびインク材料を結合するために使用されうる。受容体基板はグリシドキシプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物でグラフトされたＳｉＯ２受容体基板であり（例えば、ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．からＣＡＳＮｏｓ．２６０２−３４−８および２５３０−８３−８として市販されている）、インク材料は、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオールもしくは２−シクロヘキシルアミノエタンチオール（全てＭＯ、Ｓｔ．ＬｏｕｉｓのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｉｎｃ．から市販されている）を含みうる。一実施形態においては、ウレタン／ウレアの化学的性質を使用して、受容体基板は、イソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シラン化合物（ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている）でグラフトされたＳｉＯ２であり、インク材料は２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオールもしくは２−シクロヘキシルアミノエタンチオール（全てＭＯ、Ｓｔ．ＬｏｕｉｓのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｉｎｃ．から市販されている）でありうる。受容体基板およびインク材料はウレアリンカーを形成するように反応しうる。さらには、例えば２−メルカプトエタノール（ＨＳ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）もしくは４−メルカプト−１−ブタノールなどのいかなるメルカプトアルコールでも、ウレタンリンカーを形成するために使用されうる。
【００５６】
一実施形態においては、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シラン、もしくは、１１−ブロモウンデシル（トリエトキシ）シラン（Ｇｅｌｅｓｔから市販されている）をＳｉＯ２へとグラフトし、続いて、アジ化ナトリウム（ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている）で誘導体化することによって形成される１１−アジドウンデシル基単分子層でグラフトされたＳｉＯ２受容体基板を使用して、Ｈｕｉｓｇｅｎｓ−１，３−双極子付加環化反応が使用されうる。インク材料はアセチレンチオールであり、例えば、アセチレンチオール（単一チオール単位）を生成するための１，４−ブタンジチオールもしくは１，２−エタンチオールと、０．５ｅｑ．のプロパルギル臭化物との反応によって、または、Ｎ−（２−メルカプトエチル）プロパノールアミドを生成するためにアミン エタンチオールをプロピジック 無水物と反応させることによって調製されうる。
【００５７】
Ｓｉ−Ｃｌ表面上の求核攻撃は、受容体基板とインク材料とを結合するために使用されうる別の化学的性質である。受容体基板は、Ｓｉ−Ｃｌであってもよく、８０℃におけるＣｌ２ガス暴露を介して、もしくはタングステンランプでの照射を伴うＣｌ２ガス暴露を介して、水素終端シリコンから形成される。インク材料は、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオールもしくは２−シクロヘキシルアミノエタンチオール（全てＭＯ、Ｓｔ．ＬｏｕｉｓのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｉｎｃ．から市販されている）または、２−メルカプトエタノール（ＨＳ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）もしくは４−メルカプト−１−ブタノールなどのいかなるメルカプトアルコールをも含みうる。
【００５８】
金の化学差異化領域もしくはメルカプトプロピル（トリアルコキシ）シランでコーティングされた化学差異化領域を有するスタンプと使用されうるインク材料／受容体基板の別の実施形態は、ナイトレン挿入を利用する。受容体基板は、ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランでグラフトされたＳｉＯ２、もしくは、本明細書で記述されるように、アジドアルキルでグラフトされたＳｉＯ２でありうる。インク材料は、脂肪族チオール、もしくは芳香族チオールでありうる。受容体基板表面上のアジド基は、１１０℃より高温でナイトレンへと分解され、ナイトレンは、インク材料の近接する官能基と反応しうる。
【００５９】
一実施形態においては、スタンプは、インク材料との酸に基づく相互作用を利用し、スタンプは、アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物などの露出されたアミン基を生成するために材料でコーティングされたＳｉＯ２地形的特徴で形成されうる。ウレタン結合が利用される場合、受容体基板はＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されているイソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされたＳｉＯ２でありうる。インク材料は例えば、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、もしくはヒドロキシウンデカン酸でありうる。
【００６０】
Ｈｕｉｓｇｅｎｓ−１，３−双極子付加環化反応は、アミノアルキル（トリアルコキシ）シランの化学差異化領域をその上に有するスタンプとも使用されうる。受容体基板は、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランでグラフトされたＳｉＯ２、もしくは、本技術分野で既知のように、アジドアルキルで誘導体化されたＳｉＯ２でありうる。インク材料は、プロピオル酸、４−ブチン酸、５−ペンチン酸などの、いかなるアセチレンカルボン酸塩、もしくはアセチレンスルホン酸塩であってもよい。
【００６１】
Ｓｉ−Ｃｌ表面上の求核攻撃を使用して、受容体基板はＳｉ−Ｃｌであってもよく、前述されたように形成される。インク材料は、限定しない実施例として、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、もしくはヒドロキシウンデカン酸でありうる。
【００６２】
ナイトレン挿入は、その上にアミノアルキル（トリアルコキシ）シランの化学差異化領域を有するスタンプとも使用されうる。受容体基板は、ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランでグラフトされたＳｉＯ２、もしくは、アジドアルキルでグラフトされたＳｉＯ２でありうる。インク材料は、いかなる脂肪族チオール部もしくは芳香族チオール部であってもよい。
【００６３】
上述されたいかなる実施形態によって生成されるスタンプ（３００−３００''''''）でも、ナノ接触化学プリンティングなどによって受容体基板２００をパターン化するために使用されうる。限定しない実施例として、スタンプは受容体基板２００の表面上にＳＡＭｓをプリントするために使用されうる。受容体基板２００上のパターンは、スタンプ上のパターンと同一の、もしくは実質的に同一の解像度を有しうる。幾つかの実施形態においては、スタンプ上のパターンは、サブリソグラフィックである受容体基板２００上の形状を生成するために使用されうる。限定しない実施例として、スタンプ上のパターンは、約１０ｎｍから約１００ｎｍの間のピッチを有し、受容体基板２００上に約５ｎｍから約５０ｎｍの間の形状を生成する。別の実施形態においては、スタンプ上のパターンは、約１４ｎｍかそれより小さく、約１４ｎｍかそれより小さいサイズを有する受容体基板２００上の形状を生成する。
【００６４】
図２０Ａに示されるように、受容体基板２００上に形成されるパターンは、第一のＳＡＭ２１０でありうる。スタンプによって受容体基板２００上に堆積されるインク材料は、スタンプ表面上のパターンに対応する第一のＳＡＭ２１０を形成し、それによって、受容体基板２００上に差異化されたパターンを提供する。第一のＳＡＭ２１０は約２０Å（２ｎｍ）よりも小さい厚みを有し、この厚みは、インク材料の選択によって、なかでも特にそのスペーサによって影響される。限定しない実施例として、第一のＳＡＭ２１０は、約６０ｎｍよりも小さい側面幅を有する。一実施形態においては、第一のＳＡＭ２１０は、約１４ｎｍの側面幅を有する。ＳＡＭｓの側面幅はスタンプ表面の形状サイズに対応することを理解されたい。受容体基板２００がパターン化された後、要望に応じ更なる処理が進行してもよい。本明細書では詳細には記述されない従来技術が、受容体基板２００と第一のＳＡＭ２１０を含む半導体構造を生成するために使用されうる。限定しない実施例として、第一のＳＡＭ２１０に隣接する受容体基板２００の一部は、第一のＳＡＭ２１０を生成するインク材料が存在しないままでありうる。受容体基板２００のこれらの露出部分は、更なるエッチングもしくはめっきに晒されうる。例えば、第一のＳＡＭ２１０は受容体基板２００上のエッチマスクとして使用されうるか、もしくは、受容体基板２００上の選択的堆積をガイドするために使用されうる。所望の場合、第一のＳＡＭ２１０は、蒸着を方向づけるためにも使用されうる。このように、例えば酸化物は第一のＳＡＭ２１０を欠いている受容体基板２００の一部上に選択的に堆積しうる。二者択一的に、もしくはそれに加えて、材料は第一のＳＡＭ２１０上に排他的に堆積しうる。または、第一のＳＡＭ２１０を欠いている受容体基板２００の一部上に排他的に堆積しうる。
【００６５】
受容体基板２００は、第一のＳＡＭ２１０を形成するために使用される第一のインク材料とは化学的に異なる第二のインク材料でも処理され、図２０Ｂに示されるように、その上に第二のＳＡＭ２２０を生成する。第二のインク材料は、本明細書で記述されるインク材料のうちの一つでありうる。それぞれ第一のＳＡＭ２１０および第二のＳＡＭ２２０に対して選択的なドメインを有する、ならびに、スタンプパターンに適合するドメインサイズおよび形態を有するブロック共重合体は、第一のＳＡＭ２１０および第二のＳＡＭ２２０上に堆積しうる。このジブロック共重合体の堆積および自己組織化は、図２０Ｃに示されるように、受容体基板表面に対して実質的に垂直な第二組目の交互のラメラ３１０および３２０を形成するために、前述されたように進行しうる。更なる処理は本明細書で記述されるように進行しうる。例えば、ラメラ３１０、３２０のうちの一つは除去されてもよく、エッチマスクか、更なる材料の堆積をガイドするためのマスクのどちらかとして使用されうる。
【００６６】
このように、受容体基板２００上にパターン化されたＳＡＭｓ２１０、２２０は、材料の選択的な堆積をガイドするため、ならびに、その上のブロック共重合体キャストの化学的パターン化のために使用され、今度はエッチマスクとしての役目を果たしうる。スタンプがブロック共重合体を使用して提供されたことを考えると、後者の用途は不必要であると思われるが、この利点は、スタンプのために形状のリソグラフィック画定が必要である一方、複数のパターン化された受容体基板が、更なるリソグラフィーなしで単一のスタンプから提供されうることである。例えば、従来のリソグラフィーおよび／もしくはサブリソグラフィック技術を使用する基板のパターン化は、例えば、高コストおよび／もしくは高スループット製造方法との不適合性を含む困難によって妨げられてきた。さらには、下層の化学パターンに対するブロック共重合体の自己組織化は、“トップダウン”（すなわちグラフォエピタキシー）オーダリングおよびレジストレーションの他の方法と比較して迅速である。このように、幾つかの実施形態においてではあるが、スタンプは従来のリソグラフィーを使用して提供され、スタンプが複数の基板をパターン化するために使用されうるため、基板あたりの製造コストは減少し、受容体基板上のブロック共重合体の形成速度は大幅に減少する。
【００６７】
本発明は、更なる形態及び実装と同様、種々の改変を受け入れる余地があるが、本明細書では特定の実施形態が図面において例示する目的で示され、詳細に説明されてきた。しかしながら、本発明は開示された特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、本発明は以下に付随する請求項によって定義されるように、本発明の趣旨および範囲内に収まる全ての改変、均等物および代替物を包含する。
【図１Ａ】
2010525577.tif 000006
【図１Ｂ】
2010525577.tif 000007
【図１Ｃ】
2010525577.tif 000008
【図１Ｄ】
2010525577.tif 000009
【図１Ｅ】
2010525577.tif 000010
【図１Ｆ】
2010525577.tif 000011
【図３】
2010525577.tif 000012
【図４】
2010525577.tif 000013
【図５】
2010525577.tif 000014
【図６】
2010525577.tif 000015
【図７】
2010525577.tif 000016
【図８】
2010525577.tif 000017
【図９】
2010525577.tif 000018
【図１０】
2010525577.tif 000019
【図１１】
2010525577.tif 000020
【図１２】
2010525577.tif 000021
【図１３】
2010525577.tif 000022
【図１４】
2010525577.tif 000023
【図１５】
2010525577.tif 000024
【図１６】
2010525577.tif 000025
【図１７】
2010525577.tif 000026
【図１８】
2010525577.tif 000027
【図１９】
2010525577.tif 000028
【図２０Ａ】
2010525577.tif 000029
【図２０Ｂ】
2010525577.tif 000030
【図２０Ｃ】
2010525577.tif 000031
【図２】
2010525577.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月9日(2009.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンプであって、スタンプ基板と、その上のパターンを画定する少なくとも一つの化学差異化領域とを含み、前記少なくとも一つの化学差異化領域は少なくとも一つのインク材料に対する化学親和力を有することを特徴とするスタンプ。
【請求項２】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項３】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、前記スタンプ基板へとグラフトされたメルカプトプロピルシラン化合物もしくはアミノアルキルシラン化合物を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項４】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、ブロック共重合体および金、ブロック共重合体および少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、ブロック共重合体および少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項５】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、第一の化学差異化領域と第二の化学差異化領域とを含み、前記第一の化学差異化領域と前記第二の化学差異化領域は異なる複数のインク材料に対する親和力を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスタンプ。
【請求項６】
パターン化システムであって、インク材料へと化学的に結合されたスタンプと、前記インク材料へと化学的に結合された受容体基板とを含み、前記スタンプと前記インク材料との間の化学結合の結合強度は、前記インク材料と前記受容体基板との間の化学結合の結合強度よりも弱い、ことを特徴とするパターン化システム。
【請求項７】
前記スタンプは、少なくとも一つの化学差異化領域をその表面上に含み、前記インク材料は前記スタンプ上の前記少なくとも一つの化学差異化領域に対する化学親和力を有する第一の部分と、前記受容体基板に対する化学親和力を有する第二の部分とを含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載のパターン化システム。
【請求項８】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせを含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載のパターン化システム。
【請求項９】
前記少なくとも一つの化学差異化領域は、前記スタンプへとグラフトされたメルカプトプロピルシラン化合物もしくはアミノアルキルシラン化合物を含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載のパターン化システム。
【請求項１０】
前記インク材料は、アミノチオール、メルカプトアルコール、アセチレンチオール、脂肪族チオール、芳香族チオール、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸、アセチレンカルボン酸塩、アセチレンスルホン酸塩、４−ブチン酸、５−ペンチン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、
ことを特徴とする、請求項６に記載のパターン化システム。
【請求項１１】
前記受容体基板は、グリシドキシプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされた二酸化シリコン、イソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされた二酸化シリコン、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）−シラン、１１−アジドウンデシル（トリエトキシ）シランもしくは水素終端シリコン由来のＳｉ−Ｃｌでグラフトされた二酸化シリコンを含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載のパターン化システム。
【請求項１２】
基板をパターン化する方法であって、スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップと、前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写させるステップとを含む方法。
【請求項１３】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、ジチオール結合もしくは金−チオール結合によって前記スタンプ表面へと前記インク材料を化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記スタンプと前記インク材料との間の結合を開裂させるステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、前記インク材料を、金、少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物、少なくとも一つのアミン官能基を含有する化合物、もしくはそれらの組み合わせへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記受容体基板上に第一の自己組織化単分子層を形成するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、２−アミノエタンチオール、アミノチオフェノール、システイン、ホモシステイン、ロイシンチオール、２−ブチルアミノエタンチオール、２−シクロヘキシルアミノエタンチオールからなる群から選択された前記インク材料を、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含む前記スタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンならびに、グラフトされたグリシドキシプロピル（トリアルコキシ）シラン、グラフトされたアジドアルキル（トリアルコキシ）シランおよびイソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランからなる群から選択された化合物を含む前記受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、脂肪族チオール、もしくは芳香族チオールを、金、もしくは少なくとも一つのチオール官能基を含有する化合物を含む前記スタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコン、ならびに、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくはアジドアルキル−官能性二酸化シリコン表面を含む前記受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
スタンプの少なくとも一つの領域へとインク材料を化学吸着するステップは、アセチレンカルボン酸塩、アセチレンスルホン酸塩からなる群から選択された前記インク材料を、二酸化シリコンおよびグラフトされたアミノアルキルシラン化合物を含む前記スタンプへと化学吸着するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記化学吸着されたインク材料を、二酸化シリコンおよび６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シランもしくはグラフトされたアジドアルキルシランを含む前記受容体基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記インク材料を前記スタンプの前記少なくとも一つの領域へと化学吸着するステップと、それと同時に第二のインク材料を前記スタンプの第二の化学差異化領域へと化学吸着するステップとを更に含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
前記化学吸着されたインク材料を受容体基板へと転写するステップは、前記受容体基板上にパターン化された自己組織化単分子層を形成するステップを含み、さらには、前記パターン化された自己組織化単分子層上にブロック共重合体を堆積するステップと、前記ブロック共重合体の自己組織化を可能にするために前記ブロック共重合体をアニーリングするステップとを含む、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【表１】
2010525577.tif 000033
2010525577.tif 000034
2010525577.tif 000035
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
いったんジブロック共重合体がスタンプ基板５０上（もしくは材料層６０上）に堆積されると、ジブロック共重合体は、存在するドメインを破壊するためにアニーリングされ、それによってジブロック共重合体が自己組織化するのを可能にする。ジブロック共重合体は、熱アニーリング、溶媒アニーリング、もしくはその組み合わせによってアニーリングされうる。アニーリングの間、ジブロック共重合体は、ナノメートルスケールの寸法を有する規則的ドメインを形成しうる。熱アニーリングはジブロック共重合体を昇温（例えば、ジブロック共重合体のガラス転移温度、もしくはその温度以上）へと暴露すること、および、自己組織化ブロック共重合体が硬化することを可能にするために温度を低下させることを含みうる。限定しない実施例として、ジブロック共重合体は、望ましくは真空下もしくは不活性雰囲気下で、約２４時間もしくはそれより長い期間まで、約０℃から約２５０℃の温度へとジブロック共重合体を加熱することによって熱的にアニーリングされうる。溶媒アニーリングは、ジブロック共重合体が膨張するまでジブロック共重合体を溶媒へと暴露することを含みうる。溶媒の少なくとも一部は、蒸発などを介して続いて除去されうる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図１０に示されるように、フィルム７０’’内のジブロック共重合体の各ブロックは、アニーリングの最中ドメインへと自己組織化しうる。対称性ジブロック共重合体は、ラメラ構造へと自己組織化し、交互のラメラはそれぞれジブロック共重合体のうちの１ブロックを含むドメインを表す。第一のラメラの中心と同一タイプの次のラメラの中心との間の距離は、ジブロック共重合体の固有の周期（Ｌｏ）であり、各ブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量に依存する。このように、ジブロック共重合体の固有の周期は、ジブロック共重合体のうちの一つもしくは両ブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量を増加させることによって増加しうる。逆に、Ｌｏは、ジブロック共重合体のうちの一つもしくは両ブロックのポリマー鎖の長さおよび／もしくは分子量を減少させることによって減少しうる。本明細書で意図されるジブロック共重合体は、約１０ｎｍから約１００ｎｍのＬｏを有しうる。第一のブロック共重合体および第二のブロック共重合体を使用する方法の場合、第一のブロック共重合体のＬｏは、第二のブロック共重合体のＬｏと同一であってもよく、もしくはそれとは異なってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
一実施形態においては、６−アジドスルホニルヘキシル（トリエトキシ）シラン、もしくは、１１−ブロモウンデシル（トリエトキシ）シラン（Ｇｅｌｅｓｔから市販されている）をＳｉＯ２へとグラフトし、続いて、アジ化ナトリウム（ＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されている）で誘導体化することによって形成される１１−アジドウンデシル基単分子層でグラフトされたＳｉＯ２受容体基板を使用して、Ｈｕｉｓｇｅｎｓ−１，３−双極子付加環化反応が使用されうる。インク材料はアセチレンチオールであり、例えば、アセチレンチオール（単一チオール単位）を生成するための１，４−ブタンジチオールもしくは１，２−エタンチオールと、０．５ｅｑ．のプロパルギル臭化物との反応によって、または、Ｎ−（２−メルカプトエチル）プロパノールアミドを生成するためにアミノエタンチオールをプロピオン酸無水物と反応させることによって調製されうる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
一実施形態においては、スタンプは、インク材料との酸−塩基相互作用を利用し、スタンプは、アミノアルキル（トリアルコキシ）シラン化合物などの露出されたアミン基を生成するために材料でコーティングされたＳｉＯ２地形的特徴で形成されうる。ウレタン結合が利用される場合、受容体基板はＰＡ、ＭｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅのＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から市販されているイソシアナトプロピル（トリアルコキシ）シランでグラフトされたＳｉＯ２でありうる。インク材料は例えば、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシイソカプロン酸、ヒドロキシイソフタル酸、８−ヒドロキシ−７−ヨード−５−キノリンスルホン酸、ヒドロキシマンデル酸、ヒドロキシメタンスルフィン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、もしくはヒドロキシウンデカン酸でありうる。
【国際調査報告】
2010525577.tif 000036
2010525577.tif 000037
2010525577.tif 000038