(57)【要約】インプリント装置は、その中に画定された複数のナノ特徴を有するシリコンマスターを含む。付着防止層はシリコンマスターを被覆し、付着防止層は少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子を含む。方法は、以下によってマスターテンプレートを形成することを含む：溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む配合物を、その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスター上に堆積させること；および配合物を硬化させ、それによってシリコンマスター上に付着防止層を形成し、付着防止層は分子を含む。この方法は、マスターテンプレートの付着防止層上にシリコン系の加工スタンプ材料を堆積させること；シリコン系加工スタンプ材料を硬化させて、複数のナノ特徴のネガレプリカを含む加工スタンプを形成すること；およびマスターテンプレートから加工スタンプを外すことをさらに含む。
2020501937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスターと、
前記シリコンマスターを被覆している付着防止層であって、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子を含む、付着防止層と、
を含む、インプリント装置。
【請求項２】
前記分子が、シクロシロキサン、シクロテトラシロキサン、シクロペンタシロキサン、またはシクロヘキサシロキサンであり、
前記分子が、少なくとも１つの非置換Ｃ１〜６アルキル基と、アルコキシシラン基で置換された少なくとも１つのＣ１〜１２アルキル基とで置換されている、請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記分子が、４つの非置換Ｃ１〜６アルキル基と、それぞれトリアルコキシシラン基で置換された４つのＣ１〜１２アルキル基とで置換されている、請求項１または２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記非置換Ｃ１〜６アルキル基が、メチル基である、請求項２または３に記載のインプリント装置。
【請求項５】
それぞれアルコキシシラン基で置換されている前記Ｃ１〜１２アルキル基が、エチルまたはプロピル基である、請求項２〜４のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
それぞれアルコキシシラン基で置換されている前記Ｃ１〜１２アルキル基が、エチル基である、請求項５に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記アルコキシシラン基またはトリアルコキシシラン基が、トリメトキシシランまたはトリエトキシシランである、請求項２〜６のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記アルコキシシラン基またはトリアルコキシシラン基が、トリエトキシシランである、請求項７に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記シクロシロキサンが、シクロテトラシロキサンおよびシクロヘキサシロキサンからなる群より選択される、請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記シラン官能基が、アルキルアルコキシシランである、請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記アルキルアルコキシシランが、エチルトリエトキシシランである、請求項１０に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記分子が、以下のものである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【化１】
2020501937.tif 000009
【請求項１３】
前記付着防止層が、その純粋形態の前記分子と、前記分子のオリゴマーとの混合物を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
前記シリコンマスター上の前記付着防止層と接触しているシリコン系加工スタンプをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項１５】
前記シリコン系加工スタンプが、重合したシリコンアクリレートモノマーを含む、請求項１４に記載のインプリント装置。
【請求項１６】
前記加工スタンプと接触しているバックプレーンをさらに含む、請求項１４または１５に記載のインプリント装置。
【請求項１７】
前記分子が、フッ素を排除している、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項１８】
その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスター上に配合物を堆積すること、前記配合物は、溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む；および
前記配合物を硬化すること、これによって前記シリコンマスター上に付着防止層を形成し、当該付着防止層は、前記分子を含む；
によってマスターテンプレートを形成すること；
前記マスターテンプレートの前記付着防止層上にシリコン系加工スタンプ材料を堆積すること；
前記シリコン系加工スタンプ材料を硬化して、前記複数のナノ特徴のネガレプリカを含む加工スタンプを形成すること；ならびに
前記マスターテンプレートから前記加工スタンプを外すこと、を含む、方法。
【請求項１９】
前記溶媒が、約７０℃未満の沸点を有し；
前記分子が、少なくとも約５重量％の量で前記配合物に存在する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記溶媒が、テトラヒドロフランまたはトルエンである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記配合物の堆積および前記シリコン系加工スタンプ材料の堆積が、それぞれ、スピンコーティングを含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記シリコン系加工スタンプ材料が、シリコンアクリレートモノマーを含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記分子が、約５重量％〜約１０重量％の量で前記配合物に存在する、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
外された加工スタンプが、少なくとも実質的に前記分子を含まない、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記分子が、以下のものである、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【化２】
2020501937.tif 000010
【請求項２６】
前記分子が、フッ素を排除している、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記加工スタンプを外すことが、その上に前記付着防止層を有する外されたマスターテンプレートを与え、
前記外されたマスターテンプレートの前記付着防止層上に第２のシリコン系加工スタンプ材料を堆積すること；
前記第２のシリコン系加工スタンプ材料を硬化して、前記複数のナノ特徴のネガレプリカを含む第２の加工スタンプを形成すること；および
前記マスターテンプレートから前記第２の加工スタンプを外すこと、をさらに含む、請求項１８〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２のシリコン系加工スタンプ材料の堆積の前に、前記外されたマスターテンプレートを洗浄することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
加工スタンプを使用する方法であって、
その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスター上に配合物堆積すること、前記配合物は、溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む；および
前記配合物を硬化すること、これによって前記シリコンマスター上に付着防止層を形成し、当該付着防止層は、前記分子を含む；
によってマスターテンプレートを形成すること；
前記マスターテンプレートの前記付着防止層上にシリコン系加工スタンプ材料を堆積すること；
前記シリコン系加工スタンプ材料を硬化して、前記複数のナノ特徴のネガレプリカを含む加工スタンプを形成すること；ならびに
前記マスターテンプレートから前記加工スタンプを外すこと、
によって前記加工スタンプは形成されており、
前記加工スタンプを使用する方法は、
支持体上のインプリントリソグラフィ樹脂に前記加工スタンプをインプリントすること；および
前記樹脂を硬化し、これによってその中に画定された前記複数のナノ特徴の複製を含む配列決定表面を形成すること、
を含む、加工スタンプを使用する方法。
【請求項３０】
前記配列決定表面が、少なくとも実質的に前記分子を含まない、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記複数のナノ特徴の前記複製に存在する中間構造体上に、増幅プライマーをグラフトすることをさらに含む、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記中間構造体が、以下の式（Ｉ）の繰り返し単位を含むポリマーコーティングである、請求項３１に記載の方法。
【化３】
2020501937.tif 000011
（式中、
Ｒ１は、Ｈまたは任意に置換されたアルキルであり；
ＲＡは、アジド、任意に置換されたアミノ、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたヒドラゾン、任意に置換されたヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意に置換されたテトラゾール、任意に置換されたテトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、およびチオールからなる群より選択され；
Ｒ５は、Ｈおよび任意に置換されたアルキルからなる群より選択され；
−（ＣＨ２）ｐ−のそれぞれは、任意に置換されていてもよく；
ｐは、１〜５０の範囲の整数であり；
ｎは、１〜５０，０００の範囲の整数であり；
ｍは、１〜１００，０００の範囲の整数である。）
【請求項３３】
前記分子が、以下のものである、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【化４】
2020501937.tif 000012
【請求項３４】
前記分子が、フッ素を排除している、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／４３８，２３７号の利益を主張し、その内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント技術は、ナノ構造の経済的かつ効果的な製造を可能にする。ナノエンボスリソグラフィは、ナノ構造を有するスタンプ、続いてそのスタンプから基板へナノ構造を転写するためのエッチングプロセスによるレジスト材料の直接の機械的変形を使用する。
【０００３】
フローセルは、基板内のチャネルまたは穴を通って流体が流れることを可能にする装置である。核酸分析方法において有用であるパターン化フローセルは、不活性間質領域内の活性表面の別々の穴を含む。そのようなパターン化フローセルは生物学的アレイにおいて有用であり得る。
【０００４】
生物学的アレイは、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびリボ核酸（ＲＮＡ）を含む、分子を検出および分析するために使用される広範囲のツールのうちの１つである。これらの用途において、アレイは、ヒトおよび他の生物における遺伝子に存在するヌクレオチド配列に対するプローブを含むように設計されている。特定の用途では、例えば、個々のＤＮＡおよびＲＮＡプローブは、アレイ支持体上の幾何学的グリッド内（またはランダムに）の小さい位置に付着することがある。例えば既知の人または生物からの、試験試料は、相補的フラグメントがアレイ中の個々の部位でプローブとハイブリダイズするようにグリッドに曝露されることがある。次に、断片がハイブリダイズした部位の蛍光によって、どの断片が試料中に存在するかを同定するために、その部位にわたって特定の周波数の光を走査することによってアレイを検査することができる。
【０００５】
生物学的アレイは、遺伝子配列決定に使用され得る。一般に、遺伝子配列決定は、ＤＮＡまたはＲＮＡの断片などの、ある長さの遺伝物質におけるヌクレオチドまたは核酸の順序を決定することを含む。ますます長い塩基対の配列が分析されており、得られた配列情報は、断片が由来する広範な長さの遺伝物質の配列を確実に決定するために断片を互いに論理的に合わせるために様々なバイオインフォマティクス方法において使用され得る。特徴的な断片の自動化されたコンピュータベースの検査が開発されており、そしてゲノムマッピング、遺伝子およびそれらの機能の同定、特定の状態および病状の危険性の評価などにおいて使用されている。これらの用途を超えて、生物学的アレイは、広範囲の分子、分子のファミリー、遺伝子発現レベル、一塩基多型、および遺伝子型決定の検出および評価に使用され得る。
【発明の概要】
【０００６】
インプリント装置の一例は、その中に画定された複数のナノ特徴を有するシリコンマスターを含む。一例では、付着防止層はシリコンマスターを被覆し、付着防止層は、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子を含む。
【０００７】
方法の一例は、次の工程によってマスターテンプレートを形成することを含む：
その上に複数の画定されたナノ特徴を有するナノシリコンマスター上に、配合物を堆積することであって、その配合物は、溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む、堆積すること；そして、その配合物を硬化させ、それによって、シリコンマスター上に付着防止層を形成し、この付着防止層はその分子を含む。この方法はさらに、マスターテンプレートの付着防止層上にシリコン系加工スタンプ材料を堆積させること；そのシリコン系加工スタンプ材料を硬化させて、複数のナノ特徴のネガレプリカを含む加工スタンプを形成すること；および、マスターテンプレートから加工スタンプを外すことを含む。
【０００８】
本開示の例の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって明らかになるであろう。それらでは、類似の参照番号は、同一ではなくとも類似の構成要素に対応する。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号または特徴は、それらが現れる他の図面に関連して説明されことがあるまたはされないことがある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一例のシリコンマスターウェーハの上面図である。
【図２】図２Ａ〜Ｅは、加工スタンプを形成する方法の一例を共に半模式的に示す図である。
【図３】図３Ａ〜Ｅは、加工スタンプの一例を用いた表面形成方法の一例を共に半模式的に示す図である。
【図４】図４は、切り欠き部分断面インプリント基板表面（中央に図示）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を左側に示し、右側に、複数の表面官能基を有する１個の穴のさらなる拡大図を示す。
【図５】図５は、一例において、第１のインプリントと最後のインプリントとの間の表面粗さを示す棒グラフであり、実施例の付着防止層で被覆されたマスターから作製された第１および第５の加工スタンプ（右側の２組のバー）用いた場合に対する、比較付着防止層で被覆されたマスターから作製された第１および第５の加工スタンプ（左側の２組のバー）を用いた場合である。
【図６】図６は、一例において、加工スタンプ世代およびインプリント数の関数としての表面粗さの進展を示す棒グラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例の付着防止層で被覆されたマスターから作製された第５世代の加工スタンプから作製された第２５世代のインプリントから形成された例示的なインプリント基板表面の上面図の３０μｍ原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの図の５μｍ原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施例の付着防止層で被覆されたマスターから作製された加工スタンプによって形成された例示的なインプリント基板表面のトップダウンＳＥＭ画像であり、望ましいレベルのパターン忠実度／円形穴を示し、検出可能な欠陥はない。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａのインプリント基板の断面ＳＥＭ画像であり、明確に画定された穴断面／鋭い穴縁部を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、比較付着防止層で被覆されたマスターから作製された加工スタンプによって形成されたインプリント基板表面のトップダウンＳＥＭ画像であり、望ましいレベルのパターン忠実度を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａのインプリント基板の断面ＳＥＭ画像であり、それほど明確に画定されていない穴断面および丸みを帯びた穴縁部を示す。
【００１０】
イントロダクション
一態様では、インプリント装置は、その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスターを含む。付着防止層が、シリコンマスターを被覆し、付着防止層は、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子を含む。
【００１１】
この態様のいくつかの例において、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンは、少なくとも１つの非置換Ｃ１〜６アルキル基と、アルコキシシラン基で置換された少なくとも１つのＣ１〜１２アルキル基とで置換されたシクロシロキサン（シクロテトラシロキサン、シクロペンタシロキサン、またはシクロヘキサシロキサンなど）である。この態様の他の例において、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンは、４つの非置換Ｃ１〜６アルキル基と、それぞれアルコキシシラン基で置換された４つのＣ１〜１２アルキル基とで置換されたシクロシロキサン（シクロテトラシロキサン、シクロペンタシロキサン、またはシクロヘキサシロキサンなど）である。いくつかの例では、Ｃ１〜６アルキル基はメチル基である。他の例では、Ｃ１〜１２アルキル基は、それぞれトリアルコキシシラン基で置換されており、またいくつかの例では、置換エチル基または置換プロピル基であり、いくつかの例では、置換エチル基である。いくつかの例では、アルコキシシランは、モノアルコキシシランである。いくつかの例では、アルコキシシランは、トリアルコキシシランである。いくつかの例では、トリアルコキシシラン基は、トリメトキシシランまたはトリエトキシシランである。いくつかの例では、トリアルコキシシラン基は、トリエトキシシランである。いくつかの例では、付着防止層は、シクロシロキサンの混合物を含む。
【００１２】
この態様の一例では、その分子は、以下のものである。
【化１】
2020501937.tif 000003
【００１３】
この態様の一例では、付着防止層は、その純粋な形態の分子と、その分子のオリゴマーとの混合物を含む。この態様の別の例において、付着防止層は、その分子と、少なくとも１つの他のシクロシロキサンとの混合物を含む。
【００１４】
この態様の一例では、シクロシロキサンは、シクロテトラシロキサンおよびシクロヘキサシロキサンからなる群より選択される。
【００１５】
この態様の一例では、シラン官能基は、アルキルアルコキシシランである。
【００１６】
この態様の一例では、アルキルアルコキシシランは、エチルトリエトキシシランである。
【００１７】
この態様の一例では、インプリント装置は、シリコンマスター上の付着防止層と接触しているシリコン系加工スタンプをさらに含む。
【００１８】
この態様の一例では、シリコン系加工スタンプは、重合シリコンアクリレートモノマーを含む。
【００１９】
この態様の一例では、インプリント装置は、加工スタンプと接触しているバックプレーンをさらに含む。
【００２０】
この態様の一例では、その分子は、フッ素を排除する。いくつかの例では、付着防止層は、フッ素を排除するか、またはフッ素含有化合物を排除する。
【００２１】
インプリント装置のこの態様の任意の特徴は、任意の望ましい様式および／または構成で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。
【００２２】
一態様では、方法は、その中に画定された複数のナノ特徴を含むシリコンマスター上に配合物を堆積させることによってマスターテンプレートを形成することを含む。配合物は、溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む。いくつかの態様では、方法は、配合物を堆積させる前に、例えば、プラズマアッシングまたは化学的洗浄によって、シリコンマスターの表面を洗浄することを含む。この方法はさらに配合物を硬化させ、それによってシリコンマスター上に付着防止層を形成することを含み、この付着防止層はその分子を含む。この方法は、マスターテンプレートの付着防止層上にシリコン系加工スタンプ材料を堆積させること、およびシリコン系加工スタンプ材料を硬化させて、複数のナノ特徴のネガレプリカを含む加工スタンプを形成することをさらに含む。この方法はまた、マスターテンプレートから加工スタンプを外すことを含む。いくつかの態様では、シリコンマスターは、シリコンまたはシリコン−ＳｉＯ２層状材料を含む。
【００２３】
方法のこの態様の一例では、溶媒は、約７０℃未満の沸点を有する。いくつかの例では、その分子は、配合物中に少なくとも約５重量％の量で存在する。
【００２４】
方法のこの態様の一例では、溶媒は、テトラヒドロフランまたはトルエンであり、および／または、分子は、以下のものである。
【化２】
2020501937.tif 000004
【００２５】
方法のこの態様の一例では、配合物の堆積およびシリコン系加工スタンプ材料の堆積は、それぞれスピンコーティングを含む。
【００２６】
方法のこの態様の一例では、シリコン系加工スタンプ材料は、シリコンアクリレートモノマーを含む。
【００２７】
方法のこの態様の一例では、分子は、配合物中に約５重量％〜約１０重量％の範囲の量で存在する。
【００２８】
いくつかの態様では、外すことは、マスターテンプレートからおよび硬化した付着防止層から、加工スタンプを外すのに役立つ。方法のこの態様の一例では、外された加工スタンプは、少なくとも実質的にその分子を含まない。
【００２９】
いくつかの態様では、外されたマスターテンプレートは、加工スタンプのさらなる反復を準備するために再利用される（例えば、１を超える、５を超える、１０を超える、２５を超える、５０を超える、１〜１０、１〜２５、１〜５０、２５〜５０など）。いくつかの態様では、外されたマスターテンプレートは、付着防止層を含み、そのマスターテンプレートは付着防止層を再適用することなく再利用される。いくつかの態様では、外されたマスターテンプレートの再利用は、外されたマスターテンプレートの付着防止層上に第２のシリコン系加工スタンプ材料を堆積させること；第２のシリコン系加工スタンプ材料を硬化させて、複数のナノ特徴のネガレプリカを含む第２の加工スタンプを形成すること；および外されたマスターテンプレートから第２の加工スタンプを外すことを含む。いくつかの態様では、再利用プロセスは、複数回繰り返される（例えば、２、５、１０、２５、または５０回）。いくつかの態様では、外されたマスターテンプレートの再利用は、付着防止層の再適用を含み、したがって、溶媒と少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む配合物を、外されたマスターテンプレート上に堆積すること；配合物を硬化させ、それによって外されたマスターテンプレート上に付着防止層を形成すること、ここでその付着防止層はその分子を含む；外されたマスターテンプレートの付着防止層上にシリコン系加工スタンプ材料を堆積させること；シリコン系加工スタンプ材料を硬化させて、複数のナノ特徴のネガレプリカを含む第２の加工スタンプを形成すること；および外されたマスターテンプレートから第２の加工スタンプを外すことを含む。いくつかの態様では、再利用方法は、配合物を堆積させる前に、例えば、プラズマアッシングまたは化学的洗浄によって、外されたマスターテンプレートを洗浄することを含む。このプロセスは、同じマスターテンプレートを使用して複数回（例えば、２、５、１０、２５、または５０回）繰り返してもよい。
【００３０】
方法のこの態様の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、方法のこの態様のおよび／またはインプリント装置のこの態様の、特徴の任意の組み合わせを一緒に使用することができ、および／またはこれらの態様のいずれかまたは両方からの任意の特徴を本明細書に開示された任意の実施例と組み合わせることができることを理解されたい。
【００３１】
一態様では、（上述した方法の態様によって形成された）加工スタンプを使用する方法は、加工スタンプを支持体上のインプリントリソグラフィ樹脂にインプリントすること；およびその樹脂を硬化させ、それによってその中に画定された複数のナノ特徴の複製（例えば、加工スタンプ特徴のネガ複製、したがって元のマスターテンプレート特徴と一致する）を有する配列決定表面を形成することを含む。
【００３２】
使用方法のこの態様の一例では、配列決定表面は、少なくとも実質的にその分子を含まない。
【００３３】
使用方法のこの態様の一例では、方法は、複数のナノ特徴の複製に存在する中間構造体上に増幅プライマーをグラフトすることをさらに含む。使用方法の別の態様では、その方法は、その中に画定された複数のナノ特徴の複製において、パターン化配列表面に中間構造体をグラフトすることをさらに含む。別の態様では、方法は、配列決定表面上の複数のナノ特徴の複製において、中間構造体に増幅プライマーをグラフトすることをさらに含む。
【００３４】
使用方法のこの態様の一例では、中間構造体は、式（Ｉ）の繰り返し単位を含むポリマーコーティングである。
【化３】
2020501937.tif 000005
式中、
Ｒ１は、Ｈまたは任意に置換されたアルキルであり；
ＲＡは、アジド、任意に置換されたアミノ、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたヒドラゾン、任意に置換されたヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意に置換されたテトラゾール、任意に置換されたテトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、およびチオールからなる群より選択され；
Ｒ５は、Ｈおよび任意に置換されたアルキルからなる群より選択され；
−（ＣＨ２）ｐ−のそれぞれは、任意に置換されていてもよく；
ｐは、１〜５０の範囲の整数であり；
ｎは、１〜５０，０００の範囲の整数であり；
ｍは、１〜１００，０００の範囲の整数である。
当業者であれば、式（Ｉ）中の繰り返す「ｎ」および「ｍ」の特徴の配置は代表的であり、モノマーサブ単位がポリマー構造中に任意の順序（例えばランダム、ブロック、パターン化、またはそれらの組み合わせ）で存在し得ることを理解するであろう。
【００３５】
使用方法のこの態様の任意の特徴は、任意の望ましい様式で一緒に組み合わせることができることを理解されたい。さらに、使用方法のこの態様のおよび／または方法の態様のおよび／またはインプリント装置の態様の、特徴の任意の組み合わせを一緒に使用することができ、および／または、これらの態様のいずれかまたは両方からの任意の特徴は、本明細書に開示されている任意の実施例と組み合わせることができることを理解されたい。
【詳細な説明】
【００３６】
遺伝的配列決定にパターン化技術（局所的および独立したクラスター）を導入することは、配列決定の質を改善することができる。しかしながら、伝統的なリソグラフィ技術（光子または電子の使用によるパターン画定）によってパターン化フローセルを作成することは、一流のクリーンルームおよびウェーハ当たりの多くの処理工程を伴う。
【００３７】
本開示の例は、有利には、ダイレベルプロセスからウェーハレベルプロセスまで拡張可能であり得る。
【００３８】
ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は、高精度および低コストを提供する比較的高スループットのパターニング技術であり得る。しかしながら、本発明者らは、いくつかの例において標準ＮＩＬが、フローセル製造における使用には一般的に適していないこと（例えば、特徴サイズからの配列決定表面の複雑さなどのため）と、遺伝的配列決定表面化学を効果的に支持できないことを発見した。
【００３９】
ＮＩＬを使用するインプリントされたウェーハの製造は、一般に、ｉ）加工スタンプ（ＷＳ）（マスターのネガ複製）を製造すること；および最初に作成したＷＳを使用してマスターパターン（モデル）を樹脂マトリックスに複製すること（インプリンティングプロセス）を伴う。
【００４０】
しかしながら、ＷＳの製造は既存の構成および材料を使用して自動化することができないことが発見された。付着防止層（ＡＳＬ）で被覆されたマスター上に一旦スピンコートされると、ＷＳ配合物は、表面からあまりにも速く濡れなくなり、適切なスタンプを繰り返し提供することができなかった。そのＷＳ製造ステップは、成功率が低いため、ＮＩＬプロセス全体を自動化生産に使用することはできない。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、本発明者らは、被覆されたマスターとＷＳ材料との間の表面エネルギーの不一致がこの現象に寄与したかもしれないと考えている。
【００４１】
本開示の例は、効率的なＡＳＬとして使用される新しい種類の材料を記載する。得られた例のＡＳＬ被覆マスターは、安定したＷＳ配合物濡れを提供し、したがって体系的な成功ＷＳ製造プロセスをもたらす。さらに、プロセスは、高い成功率で自動化され得る。
【００４２】
本明細書で使用される用語は、他に特定されない限り、関連技術におけるそれらの通常の意味ととることが理解されるべきである。本明細書中で使用されるいくつかの用語およびそれらの意味を以下に記載する。
【００４３】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数の指示対象を含む。
【００４４】
「含む」、「含む」、「含む」、およびこれらの用語の様々な形態の用語は、互いに同義語であり、等しく広いことを意味する。
【００４５】
本明細書で使用される「堆積」という用語は、手動でも自動でもよい任意の適切な適用技術を指す。一般に、堆積は、蒸着技術、コーティング技術、グラフト技術などを使用して実行され得る。いくつかの具体例には、化学気相堆積（ＣＶＤ）、スプレーコーティング、スピンコーティング、ダンクまたはディップコーティング、パドルディスペンスなどが含まれる。
【００４６】
本明細書で使用されるとき、用語「窪み」は、パターン化ウェーハ表面の介在領域によって完全に囲まれる表面開口部を有する、パターン化ウェーハにおける個別の凹形状を指す。窪みは、例えば円形、楕円形、正方形、多角形、星形（任意の数の頂点を有する）などを含む、表面のそれらの開口部において様々な形状のうちのいずれかを有することができる。表面と直交してとられた窪みの断面は、曲線、正方形、多角形、双曲線形、円錐形、角形などであり得る。例として、窪みは、穴またはフローチャネルであり得る。
【００４７】
本明細書で使用されるとき、用語「ハードベーキング」または「ハードベーク」は、溶媒を追い出すためにポリマー配合物をインキュベートまたは脱水することを指し、そのプロセスの持続時間は、約１００℃〜約３００℃の範囲の温度で、通常約５秒〜約１０分である。ハードベーキングに使用できる装置の非限定的な例には、ホットプレートが含まれる。
【００４８】
本明細書で使用されるとき、用語「特徴」または「ナノ特徴」は、基板の個別の物理的要素または個別の物理的特徴を意味することを意図している。特徴／ナノ特徴は、基板の識別可能な物理的または構造的特徴を含む。したがって、特徴は、物理的分離性を提供する基板の構成要素である。特徴は、例えば、第１の特徴に堆積されたバイオポリマーを、第２の特徴に堆積されたバイオポリマーから分離する。
【００４９】
本明細書で使用されるとき、用語「ソフトベーキング」または「ソフトベーク」は、溶媒を追い出すためにポリマーまたはヒドロゲル配合物をインキュベートまたは脱水するプロセスを指し、そのプロセスの持続時間は、約６０℃〜約１３０℃の範囲の温度で、通常約５秒〜約１０分である。ソフトベーキングに使用できる装置の非限定的な例には、ホットプレートが含まれる。
【００５０】
ここで図１および図２Ａ〜図２Ｅを合わせて参照すると、複数のシリコンマスター（そのうちの１つを１０として示す）が、ウェーハ１１（例えばシリコンウェーハ）上に配置されている。図２Ａ〜図２Ｅついて後述する処理の後、複数の加工スタンプ１６’を単一のウェーハ１１から形成することができる。マスター１０として、例えばニッケルなどの金属などの他の材料を使用することができることを理解されたい。一例では、マスター１０は、酸化ケイ素マスターである。マスター１０は、その中に画定された複数のナノ特徴１２を含む（図２Ａ）。ナノ特徴は、任意の適切な形状、サイズおよび／または構成であり得ることを理解されたい。一例では、ナノ特徴１２は、単一の加工スタンプ１６’から形成された少なくとも実質的に円筒形の窪み／穴の形状である（例えば、図４の左側を参照）。
【００５１】
本明細書に開示される方法の一例によれば、マスター１０は洗浄され、乾燥されてもよい。次いで、溶媒と、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子とを含む付着防止層（ＡＳＬ）配合物を、マスター１０上および複数のナノ特徴１２上に堆積させる。
【００５２】
任意の適切な溶媒が使用され得ることが理解される。一例では、溶媒は、有機溶媒である。一例では、溶媒は、約１１０℃以下の沸点を有し；さらなる例では、溶媒は、約７０℃未満の沸点を有する。一例では、溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（６６℃の沸点を有する）およびトルエン（１１０℃の沸点を有する）からなる群より選択される。他の実施形態では、溶媒は、約６０℃〜約１５０℃の間の沸点を有する。
【００５３】
一例では、分子は、ＡＳＬ配合物中に少なくとも約５重量％の量で存在する。別の例では、分子は、約５重量％〜約１０重量％の範囲の量でＡＳＬ配合物中に存在する。さらに別の例では、分子は、約１０重量％〜約２０重量％の範囲の量でＡＳＬ配合物中に存在する。本明細書で使用されるとき、ＡＳＬ配合物中に存在する「分子」という用語は、ｉ）その純粋な形態の分子；および／またはｉｉ）その純粋な形態の分子とその分子のオリゴマーとの混合物を含むことを意図していることを理解されたい。
【００５４】
任意の適切な堆積方法が使用され得ることが理解される。一例では、ＡＳＬ層配合物は、マスター１０上にスピンコートされる。別の例では、ＡＳＬ配合物は、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスによって堆積され得る。さらなる例では、ＡＳＬ配合物は、スプレーコーティング、ダンクまたはディップコーティング、またはパドルディスペンスのいずれかによって堆積させることができる。
【００５５】
この方法は、ＡＳＬ配合物を硬化させ、それによってマスター１０上に付着防止層１４を形成することをさらに含むことができ、この付着防止層は分子を含む（図２Ｂ）。一例では、ＡＳＬ配合物は、熱硬化される。いくつかの例では、熱硬化は、約６０℃〜約２２０℃の範囲の温度で実施することができる。例示的な範囲を提供しているが、熱硬化温度は、使用されるシステムおよび／または溶媒に応じて、より高くてもより低くてもよいことを理解されたい。例として、温度範囲は、約４０℃〜約６０℃、または約２２０℃〜約２４０℃であり得る。
【００５６】
その上に付着防止層１４を有するマスター１０は、マスターテンプレートであり、図２Ｂにおいて全体として１０’で示される。次いで、マスターテンプレート１０’を溶媒で洗浄してもよい。洗浄ステップは、過剰および／または未反応の物質を除去するのに役立つ。
【００５７】
付着防止層１４の例には、少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子が含まれる。一例では、その分子は以下のものである。
【化４】
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【００５８】
一例では、ＡＳＬ配合物（これから、堆積および硬化後に付着防止層１４が形成される）は、その純粋な形態の分子と、分子のオリゴマー（例えば、二量体および三量体）との混合物を含む。すなわち、ＡＳＬ配合物／出発ＡＳＬ材料は、小分子から構成されているだけではなく、小分子とその分子のオリゴマーとの混合物であってもよい。マスター上でのＡＳＬ硬化ステップの後、純粋（小分子）とオリゴマーとの比は、オリゴマー種に有利になるように影響され得る。ＡＳＬ分子の重合は、熱的に引き起こされ得る。いかなる理論にも束縛されることなく、純粋な分子とオリゴマー分子（より大きい分子）との混合物は、表面の大部分をよりよく被覆することができ、より小さな分子は、オリゴマー分子によって被覆されずに残った小さいギャップにおいて反応することができると考えられる。しかしながら、さらなる例において、ＡＳＬ配合物は、オリゴマー分子を含まない純粋な分子を含み得ることを理解すべきである。
【００５９】
一例では、ＡＳＬ配合物は、約０重量％〜約３５重量％の範囲の量のオリゴマーを含み、約１００重量％〜約６５重量％の範囲の量の純粋な化合物を含む。別の例では、ＡＳＬ配合物は、約２０重量％〜約３０重量％の範囲の量のオリゴマーを含み、約８０重量％〜約７０重量％の範囲の量の純粋な化合物を含む。さらに別の例では、ＡＳＬ配合物は、約２０重量％〜約２３重量％の範囲の量のオリゴマーを含み、約８０重量％〜約７７重量％の範囲の量の純粋な化合物を含む。なおさらなる例では、ＡＳＬ配合物は、１００重量％の純粋な化合物である。ＡＳＬ配合物組成（すなわち、純粋対オリゴマーの重量％）にかかわらず、ＡＳＬ材料の性能は、少なくとも実質的に変わらないであろうと考えられる。
【００６０】
純粋な化合物とオリゴマー化合物との混合物（すなわち、１００重量％の純粋な化合物ではない）を使用する一例では、分子は、約５重量％の量でＡＳＬ配合物中に存在する。１００重量％の純粋な化合物を使用する一例では、分子は、約１０重量％の量でＡＳＬ配合物中に存在する。
【００６１】
１つの非限定的な例において、本発明者らは、純粋／オリゴマーの混合物については約５重量％の量で、純粋材料については約１０重量％の量で、ＡＳＬ配合物中に存在する分子が、一貫性のある加工スタンプ１６’を作製することができ、かつインプリントに成功した（望ましいレベルのパターン忠実度および低い／制御された粗さ（以下でさらに論じる））、典型的な最低濃度であることを発見した。この例では、結果は、５／１０重量％配合物について許容できるＡＳＬ均一性が達成され、それによってより滑らかなインプリント表面をもたらすことを示している。対照的に、より低い濃度では「斑状」のコーティングが生成され、粗さが増す可能性がある。いくつかの例では、純粋／オリゴマー混合物については５重量％を超える重量パーセント、純粋材料については１０重量％を超える重量パーセントが使用される。しかしながら、前述のように、濃度が低いと望ましくない結果が生じる可能性がある。
【００６２】
少なくとも１つのシラン官能基を有するシクロシロキサンを有する分子の数平均および重量平均分子量は、存在する純粋化合物および／またはオリゴマーの割合に部分的に依存して変化し得る。例として、数平均分子量は、約１２８０〜約１６００の範囲および／または重量平均分子量は、約１８００〜約３７００の範囲である。分子量測定は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）および／またはＮＭＲによって行うことができる。
【００６３】
任意の適切なシクロシロキサンを使用することができる。一例では、シクロシロキサンは、シクロテトラシロキサンおよびシクロヘキサシロキサンからなる群より選択される。さらに、様々な環サイズの広範囲のシクロシロキサン（例えば４〜２４繰り返し単位（−［Ｈ２ＳｉＯ］ｎ−）（最も一般的なものは６員環および８員環））がＡＳＬ配合物の例に適していると考えられることがさらに理解される。環サイズは、Ｓｉ−Ｏモチーフの繰り返しであり、偶数がよい。環サイズが大きくなるにつれて、異なるサイズの環の混合物が優位を占める可能性があるが、これもまた、ＡＳＬ配合物の例に適していると考えられる。
【００６４】
一例では、シクロシロキサン分子のシラン官能基は、アルキルアルコキシシランである。さらなる例では、シクロシロキサンとアルコキシまたはエトキシシラン基との間のスペーサーは、アミノ基、二重または三重結合、エステル基、ポリエチレングリコール単位などの様々な化学基を含むことができる。さらなる例では、アルキルアルコキシシランは、エチルトリエトキシシランである。
【００６５】
スペーサーの長さは、アルコキシシランがマスター１０に結合するための親和性に影響を与えるべきではないことを理解されたい。最も一般的なスペーサーの長さは、Ｃ２〜Ｃ１２鎖である。いくつかの例では、アルコキシシラン基は、トリ−もしくはモノ−メトキシシランまたはトリ−もしくはモノ−エトキシシランであり、または他の例では、トリ−、ジ−もしくはモノ−クロロシランを使用することができる。いくつかの例では、アルコキシシラン基は、ジアルキル−アルコキシシランであり、ここでアルキル基はＣ１〜６アルキル基、例えばメチルまたはエチル基である。しかしながら、末端基は、マスター１０表面と反応することができる化学基を含む必要があるので、メチルシランとエチルシランではない。
【００６６】
さらなる例では、ＡＳＬ分子は、フッ素を排除する。フッ素を排除する本明細書に開示のＡＳＬ分子は、適した表面エネルギーを有し、その結果、フッ素化化合物以外の加工スタンプ材料（例えば、シリコン系材料１６）に効率的に濡れることが分かった。
【００６７】
この方法の一例は、マスターテンプレート１０’の付着防止層１４上にシリコン系材料１６（加工スタンプを形成するための）を堆積することをさらに含む（図２Ｃ）。本明細書で使用される「シリコン系」材料は、材料が少なくとも約５０ｍｏｌ％のケイ素含有分子（繰り返しモノマー単位）からなることを意味する。一例では、シリコン系ＷＳ材料１６は、約１００ｍｏｌ％のケイ素含有分子（繰り返しモノマー単位）からなる。さらなる例では、ＷＳ材料１６は、「ケイ素含有ポリマー」（すなわち、約５０モル％未満のケイ素含有分子を有するポリマー）であり得る。他の例では、ＷＳ材料は、シリコーンアクリレートを含む。他の例では、ＷＳ材料は、少なくとも１つの光開始剤も含む。
【００６８】
任意の適切な堆積方法を使用してもよいことが理解される。適切な堆積技術の例には、スプレーコーティング、スピンコーティング、ダンクまたはディップコーティング、パドルディスペンスなどが含まれる。一例では、ケイ素系材料１６は、マスターテンプレート１０’上にスピンコーティングされる。
【００６９】
方法は、シリコン系材料１６を硬化させること、それによってシリコンマスター１０上の付着防止層１４と接触して、複数のナノ特徴１２のネガレプリカを含む加工スタンプ１６’を形成することをさらに含む（図２Ｄ）。一例では、加工スタンプ材料１６は紫外線（ＵＶ）照射によって硬化される。他の例では、ＷＳ材料１６は、熱硬化される。いくつかの例では、熱硬化は、約６０℃〜約３００℃の範囲の温度で行ってもよい。本明細書で使用されるとき、用語「接触」は、構成要素間の物理的接触を包含し得る。
【００７０】
方法は、バックプレーンを加工スタンプ１６’に取り付けることをさらに含むことができる。一例では、接着剤材料が加工スタンプ材料１６と接触するように、加工スタンプ材料１６に（硬化前に）、接着剤材料２０を含むポリマー膜を適用することができる（例えばロールコーティングによって）。そしてＵＶ光に露出すると、加工スタンプ材料１６および接着剤材料２０の両方が硬化し、それによって加工スタンプ１６’をバックプレーン１８に接着する。バックプレーン１８は、任意の適切なポリマー材料から形成してもよいことを理解されたい。一例では、バックプレーン１８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜である。バックプレーン１８の他の例は、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）およびプロピレンオキシド（ＰＯ）を含む。いくつかの態様において、バックプレーン材料は、可撓性である。接着剤材料は、任意の適切なＵＶ硬化性材料であり得ることをさらに理解されたい。
【００７１】
方法は、マスターテンプレート１０’から加工スタンプ１６’を外すことをさらに含む。外すことは、任意の適切な手段によるものであり得ることを理解されたい。一例では、外すことは、マスターテンプレート１０’から硬化した加工スタンプ１６’を広げる／剥がすことによるものである。
【００７２】
加工スタンプ（ＷＳ）材料１６は、以下の仕様を満たす任意の材料であり得ることを理解されたい。ＷＳ材料１６は、安定で、マスターテンプレート１０’上にコーティング／形成され得るほうがよい。安定は、いったん製造されると、ＷＳ１６’はその使用が終わる（ライフサイクル）まで変化しないままである（劣化しない）ことを意味する。ＷＳ１６’は、製造および繰り返しのＵＶ露光（例えば、インプリンティングプロセス）の後、少なくとも一か月間、室温での保管に耐える方がよい。ＵＶ露光の繰り返しは、架橋密度を増加させることによってＷＳ１６’の靭性／柔軟性を変えない方がよい。結果として得られるＷＳ１６’は柔らかく／柔軟な方がよく、それでも十分な機械的特性を示す方がよい。例えば、ＷＳ１６’は、インプリンティングプロセス中の樹脂上での圧延（ただし、円柱の周りに完全に圧延しない）と、樹脂の硬化後の剥離とに耐えるのに十分柔らかい方がよいが、それがインプリント間の穴の寸法およびパターンの忠実度を維持できるように伸縮性ではない方がよい。例えば、ＷＳ１６’は変形に強く、破損／破断に強い方がよい。一例として、ＷＳ１６’は、一貫した特徴寸法を生産するために全く変形を示さないほうがよい。さらに、ＷＳ表面２２は、（例えば、インプリントされる樹脂に対して）望ましいレベルの付着防止表面特性を有したほうがよく；ＷＳ１６’は、化学的に安定である方がよく（安定性の観点から上記のとおり）；そしてＷＳ１６’は、大程度の膨潤に耐性があるほうがよい。表面特性に関して、硬化したＷＳ１６’は、インプリントされた表面からＷＳ１６’をうまく除去するために適切な表面張力を有するほうがよい。耐膨潤性は、加工スタンプ材料１６に使用される溶媒ならびに樹脂配合物に特有のものである。ＷＳ１６’は、ＷＳ製造ステップとインプリントステップのいずれでも膨張しない方がよい。膨張は、特徴サイズまたは寸法の変化につながる可能性がある。
【００７３】
一例では、シリコン系加工スタンプ１６’は、重合したシリコンアクリレートモノマーから作られる（すなわち、単一のモノマーからなる１００ｍｏｌ％のケイ素含有分子：それはホモポリマーである）。これは、最終ポリマーの不均一性を防止し得る（例えば、コポリマーは相分離、ポリマー鎖の勾配を生じ得る）。
【００７４】
さらなる例では、外された加工スタンプ１６’は、少なくとも実質的にＡＳＬ分子を含まない（すなわち、含まないまたは実質的に含まない）。なんら理論に縛られることなく、第１のＷＳ１６’の製造前に過剰の未反応ＡＳＬ分子は洗い流されているはずなので、ＷＳ１６’製造プロセス中ではＡＳＬ分子の移動は起こらない（すなわち、ＡＳＬ分子がない）と考えられる。仮に、なんらかの分子が移動する場合、それは多くとも百万分の一（ｐｐｍ）レベルであろうと考えられ、したがってＷＳ１６’は実質的にＡＳＬ分子を含まないであろう。
【００７５】
本発明者らは、ＡＳＬおよびＷＳ材料の選択が効果的なＷＳ製造にとって重要であることを見出した。ＡＳＬ被覆されたマスター（マスターテンプレート１０’）と加工スタンプ材料１６との間に適切な表面エネルギーの一致が存在するほうがよい。これにより、適切な表面濡れ性と効果的なスタンプ剥離の両方がもたらされるはずである。インプリントによるスタンプの堅牢性／完全性も、上記の仕様を満たすＷＳ材料を選択することによって得られるはずである。
【００７６】
本明細書に開示されたＡＳＬ材料１４の例は、体系的で効率的な濡れを有する、自動化プロセスにおけるシリコン系ＷＳ材料の使用、マスターテンプレート１０’からの滑らかなＷＳ１６’の分離、およびナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）プロセスを使用した、高品質のインプリント（望ましいレベルのパターン忠実度および低い表面粗さ）を可能にする。適切な濡れおよびスタンプの分離が、必ずしも望ましいインプリント品質をもたらすわけではないことを理解されたい。このように、本明細書に開示されたＡＳＬ材料の例は、テストされ（ＷＳ１６’製造を通して成功するか）、そしてインプリントテスト計画で検証されている。
【００７７】
本開示の例によれば、高分子化合物および小分子の両方が、ＡＳＬ材料１４のために考慮され得る。
【００７８】
ＡＳＬ材料１４は、以下の仕様を満たす任意の材料であり得ることを理解されたい。ＡＳＬ材料１４は、（ベーキングに耐えるため）熱的に安定な化合物である方がよい。ＡＳＬ材料１４はまた、（例えば、繰り返されるＷＳ１６’の製造プロセスに耐えるために）ＵＶ安定性である化合物である方がよい。シリコンマスター上に被覆されるＡＳＬ材料１４は、室温（例えば、機器内の温度）で被覆された後少なくとも約１か月間は耐え、そして繰り返しのＵＶ露光（すなわち、ＷＳ１６’製造プロセス）に耐えるほうがよい。ＡＳＬ材料は、（水を使用して）約８０°を超える静的接触角を示すほうがよい。一例では、静的接触角は、（水を使用して）約８０°〜約１１０°の範囲である。さらに、一例では、ＡＳＬ被覆されたマスターテンプレート１０’と加工スタンプ材料１６との間に表面エネルギーの一致が存在する。本明細書で使用される場合、ＡＳＬ材料１４の静的接触角（水を用いる）が、ＷＳ材料１６の静的接触角（水を用いる）の約±１０°以内であるとき、表面エネルギーは、「一致する」と考えられ得る。例えば、ＡＳＬ被覆マスターテンプレート１０’が、約９０°の平均接触角（水を用いる）を有し、そして、加工スタンプ材料１６が、約９５°〜約１００°の範囲の平均接触角（水を用いる）を有する場合、適切な表面エネルギーの一致が達成され得る。本明細書に開示される接触角は、パターン化領域からではなく、連続表面から収集された測定値／値である。
【００７９】
図３Ａ〜図３Ｅを参照すると、加工スタンプ１６’の一例を用いた方法の一例が示されている。
【００８０】
図３Ａに示すように、基板／支持体２４を準備する。一例では、基板２４は、ガラスである。しかし、任意の適切な基板が使用されてもよいことを理解されたい。
【００８１】
例えば、いくつかの好適な基板２４の例には、ガラス、溶融シリカおよび他のシリカ含有材料などのシリカ系基板が含まれる。いくつかの例では、シリコン系基板はまた、シリコン、改質シリコン、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、および水素化ケイ素から選択されてもよい。他の例では、基板２４の材料は、プラスチック／ポリマー材料、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレンおよびスチレンと他の材料とのコポリマー、ポリ（塩化ビニル）、ポリプロピレン、ポリブチレン、ナイロン、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）など）、環状オレフィン／シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはコポリマー（ＣＯＣ）（Ｚｅｏｎ製のＺＥＯＮＯＲ（登録商標）など）、ポリイミドなどから選択されてもよいことを理解されたい。一例では、ポリマー基板材料は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、および環状オレフィンポリマー基板から選択される。さらなる例では、基板２４は、ガラス、改質ガラス、または機能化ガラスである少なくとも１つの表面を有する。さらに他の適切な基板材料には、セラミック、カーボン、無機ガラス、および光ファイバー束が含まれる。いくつかの例が提供されているが、他の任意の適切な基板／支持体が使用されてもよいことを理解されたい。
【００８２】
いくつかの他の例では、基板は、金属であり得る。一例では、金属は、金である。いくつかの例では、基板２４は、金属酸化物である少なくとも１つの表面を有する。一例では、表面は、酸化タンタルまたは酸化チタンである。アクリルアミド、エノン（α、β−不飽和カルボニル）、またはアクリレートも基板材料として使用できることを理解されたい。他の基板材料は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、リン化インジウム、アルミニウム、セラミック、ポリイミド、石英、樹脂、アリールアジド、ポリマーおよびコポリマーを含み得る。
【００８３】
いくつかの例では、基板２４および／または基板表面Ｓは、石英であり得る。いくつかの他の例では、基板２４および／または基板表面Ｓは、半導体、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であり得る。
【００８４】
例示的な基板は、単一の材料または複数の異なる材料を含み得る。さらなる例では、基板は、複合材料またはラミネートであり得る。なおさらなる例では、基板は、平坦かつ円形であり得る。
【００８５】
ＷＳ１６’を使用する例示的な方法は、図３Ｂに示すように、基板／支持体２４の表面Ｓ上に接着層／プライム層２６を堆積することをさらに含み得る。接着層／プライム層２６に適した化合物は、２つの官能基を有するほうがよい：１つは、基板表面Ｓと反応するためのものであり、もう１つは、インプリントリソグラフィ樹脂２８と反応するためのものである。表面Ｓと反応する基は、例えば、トリもしくはモノメトキシシランまたはトリもしくはモノエトキシシランなどのアルコキシシラン基；またはトリ、ジもしくはモノクロロシラン；またはジアルキル−アルコキシシラン基であってもよい。樹脂２８と反応する基は、例えば、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシル基、またはカルボン酸基であってもよい。その２つの反応性基を連結する分子の骨格は、任意の性質のものであり得る。
【００８６】
ＷＳ１６’を使用する例示的な方法は、支持体２４上にインプリントリソグラフィ樹脂（例えば、光硬化性（ＵＶ硬化を使用するとき）ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）ポリマー樹脂）２８を堆積させることを含む（図３Ｃ）。樹脂２８をソフトベークして過剰の溶媒を除去した後、ＷＳ１６’を樹脂２８の層に押し付けて、ＷＳ１６’の歯によって樹脂層２８がへこみをつけられるかまたは穴をあけられるように、樹脂２８上にインプリントを作り出す（図３Ｄ）。この方法は、樹脂２８を硬化させること（例えば、樹脂２８を紫外線（ＵＶ）にさらすことによって）をさらに含む。他の例では、熱硬化を使用することができる。熱による硬化プロセスでは、温度は、５５０℃と高くともよく、樹脂２８に（ＷＳ１６’から）加えられる力は３６０ｋＮと高くともよい。本明細書に開示されている軟質材料の場合、より低い温度および圧力を使用することができる。
【００８７】
硬化後、加工スタンプ１６’が外され、それによって、その中に複数のマスター１０ナノ特徴１２の複製（穴/へこみを画定する）を有するパターン化配列決定表面３０（化学官能基３２を含む、または後続のステップで化学官能基３２が付加される、図４参照）を形成する（図３Ｅ）。本明細書で使用されるとき、用語「配列決定表面」は、遺伝子配列決定表面化学（例えば、中間構造体３４および増幅プライマー３６）を支持することができる表面を指す。
【００８８】
その上にパターン化配列決定表面３０を有する基板２４は、さらなる熱硬化／ハードベーキングにかけて、ＵＶ硬化を完了させ、そしてインプリントトポグラフィを固定してもよい。いくつかの例では、熱硬化／ハードベーキングは、約６０℃〜約３００℃の範囲の温度で実施することができる。
【００８９】
いくつかの例では、化学官能基３２（図４）の官能基（Ｘ、Ｙ）は、フローセルの穴表面内にあり、および／またはフローセルチャネル内腔と接触している介在領域内にある。官能基（Ｘ、Ｙ）は、必要であれば、ＤＮＡ配列決定手順のために一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）を捕捉するためのさらなる官能化に利用可能であり得る。この官能化プロセスは、フローセル穴表面３０へのポリマー支持体（例えば、以下でさらに議論されるＰＡＺＡＭ）の選択的捕捉を含んでもよいし、含まなくてもよい。官能基（Ｘ、Ｙ）はまた、または代わりに、さらなる修飾のためのアンカーポイントとして作用し得る。
【００９０】
一例では、配列決定表面３０は、ＡＳＬ分子（例えば、加工スタンプ１６’に関して上述したように）を少なくとも実質的に含まず（すなわち、含まない、または実質的に含まない）、ＡＳＬ分子はどれも配列決定表面３０上にない（ＡＳＬ分子を含まない）、または仮に、なんらかの分子が移動する場合、それは多くとも百万分の一（ｐｐｍ）レベルであろうと考えられる。さらに、その上に遺伝的配列決定表面化学を有する配列決定表面３０もまた、少なくとも実質的にＡＳＬ分子を含まない。
【００９１】
配列決定表面３０を使用する方法の一例では、中間構造体３４が穴３１内に堆積される。穴３１は、マイクロ穴（ミクロンスケール（例えば約１μｍ〜約１０００μｍ）の少なくとも１つの寸法を有する）またはナノ穴（ナノスケール（例えば約１ｎｍ〜約１０００ｎｍ）の少なくとも１つの寸法を有する）であり得る。各穴３１は、その体積、穴開口面積、深さ、および／または直径によって特徴付けることができる。
【００９２】
各穴３１は、液体を閉じ込めることができる任意の体積を有することができる。最小体積または最大体積は、例えば、配列決定表面３０の下流での使用について予想されるスループット（例えば、多重度）、分解能、分析物組成、または分析物反応性に適応するように選択することができる。例えば、体積は、少なくとも約１×１０−３μｍ３、約１×１０−２μｍ３、約０．１μｍ３、約１μｍ３、約１０μｍ３、約１００μｍ３またはそれ以上であってもよい。あるいはまたはさらに、体積は、最大で約１×１０４μｍ３、約１×１０３μｍ３、約１００μｍ３、約１０μｍ３、約１μｍ３、約０．１μｍ３またはそれ未満であってもよい。中間構造体３４は、穴３１の体積の全部または一部を満たし得ることを理解されたい。個々の穴３１内の中間構造体３４の体積は、上で特定された値よりも大きく、小さく、またはその間であり得る。
【００９３】
表面上の各穴開口部によって占有される面積は、穴体積について上述したものと同様の基準に基づいて選択することができる。例えば、表面上の各穴開口部の面積は、少なくとも約１×１０−３μｍ２、約１×１０−２μｍ２、約０．１μｍ２、約１μｍ２、約１０μｍ２、約１００μｍ２またはそれ以上であってもよい。あるいはまたはさらに、面積は、最大で約１×１０３μｍ２、約１００μｍ２、約１０μｍ２、約１μｍ２、約０．１μｍ２、約１×１０−２μｍ２またはそれ未満であってもよい。
【００９４】
各穴１６’の深さは、少なくとも約０．１μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約１００μｍまたはそれ以上であってもよい。あるいはまたはさらに、深さは、最大で約１×１０３μｍ、約１００μｍ、約１０μｍ、約１μｍ、約０．１μｍまたはそれ未満であってもよい。
【００９５】
いくつかの場合では、各穴１６’の直径は、少なくとも約５０ｎｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約１０μｍ、約１００μｍまたはそれ以上であってもよい。あるいはまたはさらに、直径は、最大で約１×１０３μｍ、約１００μｍ、約１０μｍ、約１μｍ、約０．５μｍ、約０．１μｍ、約５０ｎｍまたはそれ未満であってもよい。
【００９６】
配列決定表面３０において、中間構造体３４は、個別の穴３１のそれぞれの中に配置される。各穴３１内に中間構造体３４を配置することは、最初にパターン化表面３０を中間構造体３４で被覆すること、および次いで、穴３１間の表面３０上の少なくとも介在領域３３から、例えば化学的または機械的研磨によって中間構造体３４を除去することによって達成し得る。これらのプロセスは、穴３１内の中間構造体３４の少なくとも一部を保持するが、穴３１間の表面３０上の介在領域３３から中間構造体３４の少なくとも実質的にすべてを除去するまたは不活性化する。このように、これらのプロセスは、配列決定に使用されるゲルパッド３４（図４）を作り出し、それは多数のサイクルを有する配列決定の実行にわたって安定であり得る。
【００９７】
特に有用な中間構造体３４は、それが存在する場所の形状に適合する。いくつかの有用な中間構造体３４は、（ａ）それが存在する場所の形状（例えば、穴３１または他の凹特徴）に適合し、かつ（ｂ）それが存在する場所の体積を少なくとも実質的に超えない体積を有することができる。
【００９８】
一例では、中間構造体は、ポリマー／ゲルコーティングである。中間構造体３４に適したゲル材料の一例は、以下の式（Ｉ）の繰り返し単位を含むポリマーを含む。
【化５】
2020501937.tif 000007
式中、
Ｒ１は、Ｈまたは任意に置換されたアルキルであり；
ＲＡは、アジド、任意に置換されたアミノ、任意に置換されたアルケニル、任意に置換されたヒドラゾン、任意に置換されたヒドラジン、カルボキシル、ヒドロキシ、任意に置換されたテトラゾール、任意に置換されたテトラジン、ニトリルオキシド、ニトロン、およびチオールからなる群より選択され；
Ｒ５は、Ｈおよび任意に置換されたアルキルからなる群より選択され；
−（ＣＨ２）ｐ−のそれぞれは、任意に置換されていてもよく；
ｐは、１〜５０の範囲の整数であり；
ｎは、１〜５０，０００の範囲の整数であり；
ｍは、１〜１００，０００の範囲の整数である。
式（Ｉ）としての適切なポリマーは、例えば、米国特許出願公開第２０１４／００７９９２３Ａ１号または同第２０１５／０００５４４７Ａ１号に記載されており、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。式（Ｉ）の構造において、当業者は、「ｎ」および「ｍ」サブユニットがポリマー全体にランダムな順序で存在する繰り返しサブユニットであることを理解するであろう。
【００９９】
式（Ｉ）などのポリマーコーティングの特定の例は、例えば、米国特許出願公開第２０１４／００７９９２３Ａ１号または同第２０１５／０００５４４７Ａ１号に記載されている、ポリ（Ｎ-（５-アジドアセトアミジルペンチル）アクリルアミド−共−アクリルアミド（ＰＡＺＡＭ）であり、これは、以下に示す構造を含む。
【化６】
2020501937.tif 000008
式中、ｎは、１〜２０，０００の範囲の整数であり、ｍは、１〜１００，０００の範囲の整数である。式（Ｉ）と同様に、当業者は、「ｎ」および「ｍ」サブユニットがポリマー構造全体にわたってランダムな順序で存在する繰り返し単位であることを認識するであろう。
【０１００】
式（Ｉ）のポリマーまたはＰＡＺＡＭポリマーの分子量は、約１０ｋＤａ〜１５００ｋＤの範囲であり得るか、または具体例では、約３１２ｋＤａであり得る。
【０１０１】
いくつかの例では、式（Ｉ）またはＰＡＺＡＭポリマーは、線状ポリマーである。いくつかの他の例では、式（Ｉ）またはＰＡＺＡＭポリマーは、わずかに架橋されたポリマーである。他の例では、式（Ｉ）またはＰＡＺＡＭポリマーは分岐を含む。
【０１０２】
中間構造体３４に適したゲル材料の他の例には、アガロースなどのコロイド構造；またはゼラチンなどのポリマーメッシュ構造；またはポリアクリルアミドポリマーおよびコポリマー、シランフリーアクリルアミド（ＳＦＡ、例えば、米国特許出願公開第２０１１／００５９８６５号を参照されたい、その全体が参照により本明細書に組み入れられる）、またはＳＦＡのアジドリド化バージョンなどの架橋ポリマー構造を有するものが含まれる。適切なポリアクリルアミドポリマーの例は、例えば国際公開第２０００／０３１１４８（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているようにアクリルアミドおよびアクリル酸またはビニル基を含有するアクリル酸から、または、例えば、国際公開第２００１／００１１４３号または国際公開第２００３／００１４３９２号（それぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように［２＋２］光環状付加反応を形成するモノマーから形成され得る。他の適切なポリマーは、ＳＦＡとブロモ−アセトアミド基で誘導体化されたＳＦＡとのコポリマー（例えば、ＢＲＡＰＡ）、またはＳＦＡとアジド−アセトアミド基で誘導体化されたＳＦＡとのコポリマーである。
【０１０３】
中間構造体３４は、予備成形ゲル材料であり得る。予備成形ゲル材料は、スピンコーティング、ディッピング、または陽圧もしくは陰圧下でのゲルの流れ、または参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，０１２，０２２号に記載の技術を用いてコーティングされ得る。浸漬またはディップコーティングは、使用される表面３０および中間構造体３４に応じた、選択的堆積技術であり得る。一例として、表面３０は、予備成形ゲル材料３４内に浸漬され、ゲル材料３４は、選択的に穴３１内に充填または被覆または堆積されることができ（すなわちゲル材料３４は介在領域３３上に堆積しない）、研磨（または他の除去プロセス）は必要ではないこともある。
【０１０４】
予備成形ポリマーまたはＰＡＺＡＭは、例えば、スピンコーティング、もしくは浸漬、または陽圧もしくは陰圧下でのゲルの流れ、または米国特許第９，０１２，０２２号に記載の技術を用いて表面３０上にコーティングされてもよい。ポリマーまたはＰＡＺＡＭはまた、表面開始原子移動ラジカル重合（ＳＩ−ＡＴＲＰ）によってシラン化表面に付着し得る。この例では、表面３０をＡＰＴＳ（メトキシまたはエトキシシラン）で前処理して、表面上の１つ以上の酸素原子にケイ素を共有結合させることができる（機構によって拘束されることを意図せず、各ケイ素は、１，２または３個の酸素原子に結合してもよい）。この化学的に処理された表面をベークして、アミン基単層を形成する。次いでアミン基をスルホ−ＨＳＡＢと反応させてアジド誘導体を形成する。２１℃で１Ｊ/ｃｍ２〜３０Ｊ/ｃｍ２のエネルギーでのＵＶ活性化は、活性ニトレン種を生成し、これは、ＰＡＺＡＭでの様々な挿入反応を容易に受けることができる。
【０１０５】
表面３０上にポリマーまたはＰＡＺＡＭをコーティングするための他の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許公開第２０１４／０２００１５８号に記載されており、これは、アミン官能化表面へのＰＡＺＡＭモノマーの紫外線（ＵＶ）媒介結合または、活性基（塩化アクリロイルまたは他のアルケンまたはアルキン含有分子）を含む熱結合反応とそれに続くＰＡＺＡＭの堆積および熱の適用が含まれる。いくつかの例では、表面３０は、アルケニル基またはシクロアルケニル基で修飾され、これは、クリック化学などの条件下で、ＰＡＺＡＭなどのアジド官能化ポリマーまたはアジド誘導体化ＳＦＡを含むものと反応して、修飾された表面とポリマーとの間に共有結合を形成することができる。
【０１０６】
中間構造体３４は、その後にゲル材料３４を形成する液体であり得る。続いてゲル材料３４を形成する液体を適用する一例は、シランを含まないアクリルアミドおよび液体形態のＮ−［５−（２−ブロモアセチル）アミノペンチル］アクリルアミド（ＢＲＡＰＡ）で穴３１のアレイをコーティングすることと、その試薬で表面上での重合によってゲルを形成することである。このようにアレイをコーティングすることは、米国特許公開第２０１１／００５９８６５号に記載されているような化学試薬および手順を使用することができる。
【０１０７】
中間構造体３４は、表面３０に（穴３１で）共有結合されてもよく、または表面３０に共有結合されなくてもよい。ポリマーの穴３１への共有結合は、様々な使用での表面３０の寿命を通した穴３１内の中間構造体３４の維持に役立つ。しかしながら、上記のように、そして多くの例において、中間構造体３４は、穴３１に共有結合している必要はない。例えば、シランを含まないアクリルアミド、ＳＦＡは表面３０のいずれの部分にも共有結合していない。
【０１０８】
表面３０を使用する方法の例では、増幅プライマー３６は、穴３１内（すなわち、複数のナノ特徴１２の複製内）に存在する中間構造体３４に、任意の適切な方法によってグラフトされてもよい。いくつかの例では、増幅プライマーは、中間構造体３４中の官能基（アジド基など）と反応して共有結合を形成し得る官能基（アルキニル基またはチオホスフェート基など）を含む。
【０１０９】
本開示をさらに説明するために、ここで実施例を示す。これらの実施例は説明目的のために提供され、そして本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではないことを理解されたい。
【実施例】
【０１１０】
実施例１
【０１１１】
ＡＳＬ材料の一例として、Ｄ４−テトラ−エチルトリエトキシシランを使用した。Ｄ４−テトラ−エチルトリエトキシシランは、各ケイ素位置の１個のメチル基が（トリエトキシシリル）エチル基で置換されているオクタメチルシクロテトラシロキサンである。比較ＡＳＬ材料としてフッ素化ポリマー材料を使用した。その例のＡＳＬ材料を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に約５重量％のその材料を含有する配合物に配合した。
【０１１２】
それぞれがその中に画定された複数のナノサイズの特徴を含むシリコンマスターを、それぞれＡＳＬ材料および比較ＡＳＬ材料で被覆した。ＡＳＬ材料および比較ＡＳＬ材料を熱硬化させ、溶媒洗浄した。
【０１１３】
シリコンアクリレートモノマーから形成された同じタイプの加工スタンプ樹脂を、それぞれの被覆シリコンマスター上にスピンコートし、紫外線にさらして（ＵＶ硬化）加工スタンプおよび比較加工スタンプを形成した。１つの加工スタンプ（第一世代）または比較加工スタンプを生成した後、それぞれの被覆シリコンマスターからその加工スタンプまたは比較加工スタンプを外し、その被覆シリコンマスターを再び使用して、追加の加工スタンプおよび比較加工スタンプを生成した（第２世代、第３世代、第４世代、第５世代など）。
【０１１４】
加工スタンプおよび比較加工スタンプを、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）試験で使用した。各加工用スタンプを使用して、２５個の異なるサンプルをインプリントし（ＮＩＬによって）、各比較加工スタンプを使用して、２５個の異なる比較サンプルをインプリントした（ＮＩＬによって）。第１世代の加工スタンプ（実施例＃１）および第５世代の加工スタンプ（実施例＃２）のそれぞれを使用して生成した第１インプリント（Ｉｍｐ＃１）および第２５インプリント（Ｉｍｐ＃２５）を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にかけて、表面粗さを決定した。第１世代の比較加工スタンプ（比較＃１）および第５世代の比較加工スタンプ（比較＃２）のそれぞれを使用して生成した第１インプリント（Ｉｍｐ＃１）および第２５インプリント（Ｉｍｐ＃２５）もＡＦＭにかけて、表面粗さを決定した。これらの結果を図５に示す。図示されるように、比較例の加工スタンプ（すなわち、比較ＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスターから形成した）を用いて形成したインプリントに比べて、実施例の加工スタンプ（すなわち、ＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスターから形成した）を用いて形成した各インプリントの方が、表面粗さが小さかった。いくつかの例では、本明細書に記載の加工スタンプから生成されるインプリントの表面粗さは、（本明細書に記載の試験方法を使用して）１００ｎｍ未満、または８０ｎｍ未満、または６０ｎｍ未満、または５０ｎｍ未満、または４０ｎｍ未満、または３０ｎｍ未満である。
【０１１５】
図７Ａおよび７Ｂは、それぞれ、実施例のＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスターから製造した第５世代の加工スタンプで製造した第２５インプリント（Ｉｍｐ＃２５）の３０μｍおよび５μｍのＡＦＭ画像である。これらの画像は、被覆シリコンマスターを使用していくつかの加工スタンプを形成した後でも、および被覆シリコンマスターから作製した加工スタンプを複数回インプリントに使用した後でも、丸い穴および鋭い穴縁部を形成できることを示している。
【０１１６】
実施例のＡＳＬ材料はまた、２つのシリコンマスターＡおよびＢ上に（単一のＡＳＬ材料堆積で）コーティングした。シリコンアクリレートモノマーから形成した同じタイプの加工スタンプ樹脂を、それぞれの被覆シリコンマスターＡおよびＢ上にスピンコートし、紫外線（ＵＶ硬化）に露光して、加工スタンプを形成した。１つの加工スタンプ（第１世代ＡまたはＢ）の後、その加工スタンプをそれぞれの被覆シリコンマスターＡまたはＢから外し、その被覆シリコンマスターＡおよびＢを再び使用して追加の加工スタンプを生成した（第２世代、第３世代、第４世代、第５世代、・・・第５０世代）。Ａマスターでは、５０個の加工スタンプを生成してテストし、Ｂマスターでは、３０個の加工スタンプを生成してテストした。
【０１１７】
その加工スタンプを、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）試験で使用した。各加工スタンプを使用して、２５個の異なるサンプルをインプリントした（ＮＩＬによって）。第１世代の加工スタンプ（ＷＳ＃１）、第５世代の加工スタンプ（ＷＳ＃５）、第１５世代の加工スタンプ（ＷＳ＃１５）、第２０世代の加工スタンプ（ＷＳ＃２０）、第２５世代の加工スタンプ（ＷＳ＃２５）、第３０世代の加工スタンプ（ＷＳ＃３０）、第３５世代の加工スタンプ（ＷＳ＃３５）、第４０世代の加工スタンプ（ＷＳ＃４０）、第４５世代の加工スタンプ（ＷＳ＃４５）、および第５０世代の加工スタンプ（ＷＳ＃５０）のそれぞれを使用して生成した第１インプリント（Ｉｍａ＃１）および第２５インプリント（Ｉｍａ＃２５）を、ＡＦＭにかけて表面粗さを決定した。
【０１１８】
これらの結果を図６に示す。図６は、加工スタンプ世代の関数としてのインプリント表面粗さ（第１および第２５インプリントに対する）の進展を示す。製造した第１インプリントについては、表面粗さは、使用した加工スタンプの世代とは無関係である。後のインプリント（例えば、Ｉｍａ＃２５）では、表面粗さは、加工スタンプの世代と共にわずかに増加した。被覆シリコンマスターＡまたはＢのいずれかから形成されたＷＳ＃５０を使用しても、低い表面粗さ（＜１００ｎｍ）を有するインプリントを依然として製造することができる。１つのＡＳＬ被覆マスター（ＡＳＬ材料が単一の堆積でコーティングされている）から５０個の加工スタンプを製造でき、かつ５０個すべてを使用して使用可能なインプリントを作成できることは、プロセス能力の大幅な向上である（例えば、ＡＳＬ材料としてフッ素化ポリマー材料を使用する同様のプロセスと比べた場合）。
【０１１９】
実施例２
【０１２０】
ＡＳＬ材料の一例として、Ｄ４−テトラ−エチルトリエトキシシランを使用した。比較ＡＳＬ材料としてフッ素化ポリマー材料を使用した。ＡＳＬ材料を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に約５重量％のその材料を含有する配合物に配合した。
【０１２１】
それぞれがその中に画定された複数のナノサイズ特徴を含むシリコンマスターを、それぞれＡＳＬ材料および比較ＡＳＬ材料で被覆した。ＡＳＬ材料および比較ＡＳＬ材料を熱硬化し、溶媒洗浄した。いくつかの例では、溶媒はＴＨＦである。他の例では、溶媒は、未硬化ＡＳＬ材料を可溶化する。
【０１２２】
この実施例では、異なるタイプの加工スタンプ樹脂を使用した。１つの加工スタンプ樹脂は、シリコンアクリレートモノマーから形成した。他の加工スタンプ樹脂は、フッ素化加工スタンプ材料であった。シリコンアクリレート加工スタンプ樹脂を、ＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスター上にスピンコートし、ＵＶ硬化に曝して少なくとも５世代の加工スタンプを形成した。この実施例では第５世代を使用して、これを加工スタンプ例＃３と呼ぶ。また、シリコンアクリレート加工スタンプ樹脂を、比較ＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスター上にスピンコートし、ＵＶ硬化に曝して少なくとも５世代の比較加工スタンプを形成した。この実施例ではこれらの比較加工スタンプの第５世代を使用し、これを比較加工スタンプ＃３（比較例＃３）と呼ぶ。フッ素化加工スタンプ材料を、比較ＡＳＬ材料で被覆したシリコンマスター上にスピンコートし、ＵＶ硬化に曝して少なくとも５世代の追加の比較加工スタンプを形成した。この実施例では追加の比較加工スタンプの第５世代を使用し、これを比較加工スタンプ＃４（比較例＃４）と呼ぶ。
【０１２３】
加工スタンプ＃３ならびに比較加工スタンプ＃３および＃４をナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）試験で使用した。各加工スタンプを使用して、２５個の異なるサンプルをインプリントし（ＮＩＬによって）、各比較加工スタンプを使用して、２５個の異なる比較サンプルをインプリントした（ＮＩＬによって）。
【０１２４】
２５回のインプリント後、比較加工スタンプ＃３（すなわち、比較（すなわち、フッ素化）ＡＳＬ材料で被覆されたシリコンマスターから形成した第５世代シリコンアクリレート加工スタンプ樹脂）では、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像から、プリントされた穴の底に穴があることが明らかとなった。また、この特定の材料の組み合わせは、濡れが悪く（すなわち、第５世代のシリコンアクリレート加工スタンプ樹脂は、比較（すなわち、フッ素化）ＡＳＬ材料から濡れが悪かった）、したがって自動化ツールには使用できない。
【０１２５】
図８Ａおよび８Ｂは、加工スタンプ＃３から形成した２５番目のインプリントのトップダウンおよび断面ＳＥＭ画像である。ＡＳＬ材料で被覆されたシリコンマスター上に形成されたシリコンアクリレート加工スタンプ樹脂から形成されたインプリントは、望ましいレベルのパターン忠実度および鋭い、明確に画定された縁部を示す。表面粗さは、比較的小さく、Ｒ（５μｍ）＝２ｎｍおよびＲ（３０μｍ）＝３ｎｍであった。図９Ａおよび９Ｂは、比較加工スタンプ＃４から形成した２５番目のインプリントのトップダウンおよび断面ＳＥＭ画像である。比較ＡＳＬ材料で被覆されたシリコンマスター上に形成されたフッ素化加工スタンプ材料から形成されたインプリントは、望ましいレベルのパターン忠実度を示すが、穴は丸みを帯び、表面粗さは、比較的大きく、Ｒ（５μｍ）＝１１ｎｍおよびＲ（３０μｍ）＝１２ｎｍであった。このデータは、加工スタンプ樹脂およびＡＳＬ材料について類似の材料（例えば、シリコン系ＡＳＬ材料上に形成されたシリコン系加工スタンプまたはフッ素化ＡＳＬ材料上に形成されたフッ素化加工スタンプ）が必ずしも適切なインプリントをもたらさないことを示す。事実、比較加工スタンプ＃４は、適切なインプリントを製造しなかった。
【０１２６】
追記
【０１２７】
（そのような概念が互いに矛盾しない限り）前述の概念のすべての組み合わせが、本明細書に開示されている発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。特に、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示された発明の主題の一部であると企図される。また、参照により本明細書に組み込まれる任意の開示にも現れる可能性がある本明細書で明示的に使用される用語は、本明細書で開示される特定の概念と最も矛盾しない意味に一致するはずである。
【０１２８】
本明細書に引用された全ての刊行物、特許、および特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０１２９】
本明細書を通して、「一例」、「他の例」、「一例」などへの言及は、本明細書に記載の少なくとも１つの例に含まれるその例に関連して説明された特定の要素（例えば、特徴、構造、および／または特性）を意味し、他の例には存在してもしなくてもよい。さらに、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、任意の例について記載された要素は、さまざまな例において任意の適切な方法で組み合わされてもよいことが理解されるべきである。
【０１３０】
本明細書に提供される範囲は、記載されている範囲、および記載されている範囲内の任意の値またはサブ範囲を含むことを理解されたい。例えば、約５重量％〜約１０重量％の範囲は、約５重量％〜約１０重量％の明示的に列挙された限界だけでなく、約５．２重量％、約６重量％、約７重量％などの個々の値、および約５．５重量％〜約８重量％などのサブ範囲なども含むと解釈されるべきである。「約」および／または「実質的に」が、値を説明するために使用されている場合、それらは記載されている値からのわずかな変動（±１０％以下）を包含することを意味する。
【０１３１】
いくつかの例が詳細に説明されているが、開示された例が変更されてもよいことが理解されるべきである。したがって、前述の説明は非限定的であると見なされるべきである。
【図１】
2020501937.tif 000013
【図２】
2020501937.tif 000014
【図３】
2020501937.tif 000015
【図４】
2020501937.tif 000016
【図５】
2020501937.tif 000017
【図６】
2020501937.tif 000018
【図７Ａ】
2020501937.tif 000019
【図７Ｂ】
2020501937.tif 000020
【図８Ａ】
2020501937.tif 000021
【図８Ｂ】
2020501937.tif 000022
【図９Ａ】
2020501937.tif 000023
【図９Ｂ】
2020501937.tif 000024
【国際調査報告】
2020501937.tif 000025
2020501937.tif 000026
2020501937.tif 000027