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技術 ポリオルガノシロキサン系スタンプを製造する方法、ポリオルガノシロキサン系スタンプ、プリントプロセスへの同スタンプの使用、及び同スタンプを使用したインプリント方法

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ベルシューレンマーカスアントニウス
出願日 2017年7月27日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2019-503685
公開日 2019年9月5日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-524495
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 低分子量化学種 スタンプパターン ポリオルガノシロキサン層 硬化性媒体 方位回転 ハンドリング時間 ナノスケールパターン 輪郭面
関連する未来課題
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図面 (17)

課題・解決手段

転写パターン面を含むマスターを用意するステップ;第1の硬化性組成物の第1の層を転写パターン面に形成し、その結果、第1の層が前記転写パターンのレリーフパターンを含むステップ;第1の層を部分的に硬化するステップ;第2の硬化性組成物の第2の層を、部分的に硬化した第1の層に堆積するステップ;部分的に硬化した第1の層及び第2の層を同時に硬化して、第1のヤング率より低い第2のヤング率を有する硬化した第2の層に接着した、第1のヤング率を有する硬化した第1の層を形成するステップ;第3の硬化性組成物の第3の層を第2の層に堆積し、第3の層を硬化して、硬化した第2の層に接着した硬化した第3の層を形成するステップを有するポリオルガノシロキサンスタンプを製造する方法が開示されている。この方法から得ることができるポリオルガノシロキサン系スタンプ;プリントプロセスのための同スタンプの使用;及び同スタンプを使用したインプリント方法が、さらに開示されている。

概要

背景

インプリントリソグラフィは、パターン化層、例えばマスキング層が、インプリント可能な硬化性媒体堆積により、基板、例えば半導体基板又は光学層上に、形成される技術である。インプリント可能な硬化性媒体は、続いて、パターン化スタンプを用いて媒体をインプリントすることによりパターン化され、その後、インプリント可能な硬化性媒体は、例えば、光、例としてUV光曝露させて、媒体で硬化反応を開始すると固化する。硬化反応が完了した後で、スタンプを媒体から除去して、例えば半導体基板又はそのような光学層の担体の上にパターン化層を残す。

この技術は、昔からのリソグラフィプロセスのステップを上回って、著しくコストを削減できる可能性を秘めているため、最近かなり注目を集めている。平面のインプリントに加えて、インプリントリソグラフィは、いわゆる2.5D表面、すなわち、例えば主に平面から生じる1つ又は複数の凸部、例として湾曲凸部を含む輪郭面でのナノスケールパターンの形成に使用できる。そのような技術は、例えば骨又は組織再生刺激するために、例えば光学素子、例としてレンズ、又は医療移植片に、ナノスケールパターンを作り出すことにより太陽光電池ナノワイヤ、垂直(外部)共振器面発光レーザー、医療移植片などをパターン化するために使用される。この目的のために、平面の柔軟なパターン化スタンプ、例えばポリオルガノシロキサン系ゴムのようなスタンプは、典型的には、スタンプパターンがパターン化される輪郭面と接触するように輪郭面で変形させる。そのようなスタンプの例は、US2008/0011934 A1で示されている。

ナノスケールパターンを得るために、スタンプは、ポリオルガノシロキサンゴム材料を含むパターン化スタンプ層を含み、この材料は、スタンプが、プリントされる表面に押印された際に、微細パターン忠実な複製を確実にするのに十分なほど高い弾性率を有する。しかし、高い弾性率を必要条件とすると、スタンプ層が比較的壊れやすくなることを意味する。このため、さらなるポリオルガノシロキサンゴムを含む柔らかく厚い支持層接着した、薄く弾性率が高いスタンプ層を含む、層状のスタンプが用いられる。

スタンプ層は、第1の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を、マスター転写パターン面にコーティングし、続いて、組成物硬化することにより製作される。第1の硬化性組成物は、高い弾性率が必要条件のスタンプ層を得るために、分岐状及び直鎖状反応性ポリオルガノシロキサン、並びにこれらの反応性成分架橋する触媒を含む。第2の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を、続いて硬化スタンプ層にコーティングし、次いで、これを硬化させて支持層を形成する。しかし、スタンプと支持層との間の(化学的)接着は、弾性率が高いため弱く、硬化スタンプ層の硬直した性質により、スタンプ層(すなわち2つの層の間の界面の近く)及び第2の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に存在する残りのいくつかの硬化性基の間における層間架橋を妨げられる、又は防止される。代替アプローチは、スタンプ層を単に部分的に硬化させ、第2の組成物を付与し、部分的に硬化したスタンプ層及び支持層を同時に硬化させ、その結果、2つの層の間の架橋を形成することにより、層の間の(化学的)接着を改善することである。しかし、そのような代替技術では、スタンプ層のヤング率コントロールしにくくなる。これにより、意図したものよりも低い弾性率を有するスタンプ層が生じる。

概要

転写パターン面を含むマスターを用意するステップ;第1の硬化性組成物の第1の層を転写パターン面に形成し、その結果、第1の層が前記転写パターンのレリーフパターンを含むステップ;第1の層を部分的に硬化するステップ;第2の硬化性組成物の第2の層を、部分的に硬化した第1の層に堆積するステップ;部分的に硬化した第1の層及び第2の層を同時に硬化して、第1のヤング率より低い第2のヤング率を有する硬化した第2の層に接着した、第1のヤング率を有する硬化した第1の層を形成するステップ;第3の硬化性組成物の第3の層を第2の層に堆積し、第3の層を硬化して、硬化した第2の層に接着した硬化した第3の層を形成するステップを有するポリオルガノシロキサン系スタンプを製造する方法が開示されている。この方法から得ることができるポリオルガノシロキサン系スタンプ;プリントプロセスのための同スタンプの使用;及び同スタンプを使用したインプリント方法が、さらに開示されている。

目的

代替アプローチは、スタンプ層を単に部分的に硬化させ、第2の組成物を付与し、部分的に硬化したスタンプ層及び支持層を同時に硬化させ、その結果、2つの層の間の架橋を形成することにより、層の間の(化学的)接着を改善することである

効果

実績

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請求項1

転写パターン面を含むマスターを用意するステップと、第1の硬化性組成物の第1の層を前記転写パターン面に形成するステップであって、その結果、前記第1の層が、前記転写パターンのレリーフパターンを含み、前記第1の硬化性組成物が、反応性分岐状ポリオルガノシロキサン、第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサン、並びに前記反応性分岐状及び第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの架橋触媒するための第1の濃度の触媒を含み、前記第1の層が第1の厚さを有する、形成するステップと、前記第1の層を部分的に硬化するステップと、第2の硬化性組成物の第2の層を、部分的に硬化した前記第1の層に堆積するステップであって、前記第2の硬化性組成物が、第2の濃度の前記触媒と、架橋した第2の層を形成するための、及び部分的に硬化した前記第1の層の反応性ポリオルガノシロキサンを用いた架橋により前記第2の層を前記第1の層に接着させるための、第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンとを含み、前記第2の層が第2の厚さを有し、前記第2の厚さが前記第1の厚さより薄くなるように選択されるか、及び/又は前記第2の濃度が前記第1の濃度以上となるように選択される、堆積するステップと、部分的に硬化される前記第1の層及び前記第2の層を同時に硬化して、第1のヤング率より低い第2のヤング率を有する硬化される第2の層に接着される、前記第1のヤング率を有する硬化される第1の層を形成するステップと、第3の硬化性組成物の第3の層を、前記第2の層に堆積するステップであって、前記第3の硬化性組成物が、架橋した第3の層を形成するための、及び、前記第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンを用いた架橋により前記第3の層を硬化した前記第2の層に接着させるための、第3の反応性ポリオルガノシロキサンを含む、堆積するステップと、前記第3の層を硬化して、硬化した前記第2の層に接着した硬化した第3の層を形成するステップとを有する、ポリオルガノシロキサンスタンプを製造する方法。

請求項2

前記第1の厚さが5〜70μmの範囲内であり、前記第1のヤング率が、30から100MPaの範囲内である、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記第2の厚さが前記第1の厚さ未満になるように選択されるか、及び/又は前記第2の濃度が前記第1の濃度以上になるように選択される、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記反応性分岐状ポリオルガノシロキサンが、ビニル官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、水素化物官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、又は両方の混合物を含み、前記第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサン、及び前記第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンが、それぞれ、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン及び水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンの混合物を含み、前記触媒が、ヒドロシリル化触媒を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

前記ヒドロシリル化触媒が白金を含み、前記第1及び第2の硬化性組成物が、環状ビニル官能化ポリオルガノシロキサンを含む触媒減速材をさらに含み、任意選択で、前記触媒減速材が、式1、式2による環状ポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含む、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記第2の硬化性組成物が、前記第1の硬化性組成物の触媒減速材濃度以下の触媒減速材濃度を有する、請求項5に記載の方法。

請求項7

前記反応性分岐状ポリオルガノシロキサンが、T−分岐状ポリオルガノシロキサン、Q−分岐状ポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含み、任意選択で、前記反応性分岐状ポリオルガノシロキサンが、式3、式4;によるポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含み、mが3から13の範囲である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

前記第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンが、末端ビニル基を含む直鎖状ポリオルガノシロキサンを含み、任意選択で、さらなる反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンが、式5;によるポリオルガノシロキサンを含み、nが4から1000の範囲である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

前記第2の硬化性組成物が、前記第1の硬化性組成物より低い粘度を有し;任意選択で、第2の硬化性組成物が、前記第2の硬化性組成物の前記粘度を低下させるための揮発性希釈剤をさらに含み、前記揮発性希釈剤が、前記第2の硬化性組成物の前記堆積中及び/又は同時の硬化中に蒸発可能である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

前記第3の反応性ポリオルガノシロキサンが、さらなるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン、及びさらなる水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含むさらなる混合物と、さらなるヒドロシリル化触媒とを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

スタンプを剛性担体に固定するステップをさらに有し、前記第3の層が、前記剛性担体と前記第2の層との間に配置されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。

請求項12

内面に向かい合い、第1の厚さを有するパターン化面を含む、ポリオルガノシロキサン系の第1の層と、前記内面上に配置され、前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有するポリオルガノシロキサン系の第2の層と、前記第2の層上に配置されているポリオルガノシロキサン系の第3の層とを含み、前記第1の層のヤング率が、前記第2の層のヤング率より高い、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法から得ることができるポリオルガノシロキサン系スタンプ。

請求項13

前記第1の層のヤング率が、前記第3の層のヤング率より高い、請求項12に記載のポリオルガノシロキサン系スタンプ。

請求項14

好ましくはミクロ接触プリントプロセス又はインプリントプロセスであるプリントプロセスのための、請求項12又は13に記載のポリオルガノシロキサン系スタンプの使用。

請求項15

受容基板上にパターン前駆体層を設けるステップと、請求項12又は13に記載のポリオルガノシロキサン系スタンプを用いて、前記パターン前駆体層をインプリントするステップと、前記パターン前駆体層を前記受容基板上のパターン層内に転写させるステップと、転写させたパターン層からパターン化された前記ポリオルガノシロキサン系スタンプを除去するステップとを有し、前記受容基板が、平面基板又は輪郭基板である、パターン化面を形成する方法。

技術分野

0001

本発明は、ポリオルガノシロキサンスタンプを製造する方法に関する。

0002

本発明は、そのようなポリオルガノシロキサン系スタンプにさらに関する。

0003

本発明は、プリントプロセスへのポリオルガノシロキサン系スタンプの使用に、さらに関する。

0004

本発明は、ポリオルガノシロキサン系スタンプを使用したインプリント方法に、さらに関する。

背景技術

0005

インプリントリソグラフィは、パターン化層、例えばマスキング層が、インプリント可能な硬化性媒体堆積により、基板、例えば半導体基板又は光学層上に、形成される技術である。インプリント可能な硬化性媒体は、続いて、パターン化スタンプを用いて媒体をインプリントすることによりパターン化され、その後、インプリント可能な硬化性媒体は、例えば、光、例としてUV光曝露させて、媒体で硬化反応を開始すると固化する。硬化反応が完了した後で、スタンプを媒体から除去して、例えば半導体基板又はそのような光学層の担体の上にパターン化層を残す。

0006

この技術は、昔からのリソグラフィプロセスのステップを上回って、著しくコストを削減できる可能性を秘めているため、最近かなり注目を集めている。平面のインプリントに加えて、インプリントリソグラフィは、いわゆる2.5D表面、すなわち、例えば主に平面から生じる1つ又は複数の凸部、例として湾曲凸部を含む輪郭面でのナノスケールパターンの形成に使用できる。そのような技術は、例えば骨又は組織再生刺激するために、例えば光学素子、例としてレンズ、又は医療移植片に、ナノスケールパターンを作り出すことにより太陽光電池ナノワイヤ、垂直(外部)共振器面発光レーザー、医療移植片などをパターン化するために使用される。この目的のために、平面の柔軟なパターン化スタンプ、例えばポリオルガノシロキサン系ゴムのようなスタンプは、典型的には、スタンプパターンがパターン化される輪郭面と接触するように輪郭面で変形させる。そのようなスタンプの例は、US2008/0011934 A1で示されている。

0007

ナノスケールパターンを得るために、スタンプは、ポリオルガノシロキサンゴム材料を含むパターン化スタンプ層を含み、この材料は、スタンプが、プリントされる表面に押印された際に、微細パターン忠実な複製を確実にするのに十分なほど高い弾性率を有する。しかし、高い弾性率を必要条件とすると、スタンプ層が比較的壊れやすくなることを意味する。このため、さらなるポリオルガノシロキサンゴムを含む柔らかく厚い支持層接着した、薄く弾性率が高いスタンプ層を含む、層状のスタンプが用いられる。

0008

スタンプ層は、第1の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を、マスター転写パターン面にコーティングし、続いて、組成物硬化することにより製作される。第1の硬化性組成物は、高い弾性率が必要条件のスタンプ層を得るために、分岐状及び直鎖状反応性ポリオルガノシロキサン、並びにこれらの反応性成分架橋する触媒を含む。第2の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を、続いて硬化スタンプ層にコーティングし、次いで、これを硬化させて支持層を形成する。しかし、スタンプと支持層との間の(化学的)接着は、弾性率が高いため弱く、硬化スタンプ層の硬直した性質により、スタンプ層(すなわち2つの層の間の界面の近く)及び第2の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に存在する残りのいくつかの硬化性基の間における層間架橋を妨げられる、又は防止される。代替アプローチは、スタンプ層を単に部分的に硬化させ、第2の組成物を付与し、部分的に硬化したスタンプ層及び支持層を同時に硬化させ、その結果、2つの層の間の架橋を形成することにより、層の間の(化学的)接着を改善することである。しかし、そのような代替技術では、スタンプ層のヤング率コントロールしにくくなる。これにより、意図したものよりも低い弾性率を有するスタンプ層が生じる。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、第1の(スタンプ)層と第3の(支持)層との間の良好な(化学的)接着を有する一方、スタンプ層の高い弾性率を維持するポリオルガノシロキサン系スタンプを製造する方法を提供することを狙いとする。

0010

本発明は、ポリオルガノシロキサン系スタンプを提供することをさらに狙いとする。

0011

本発明は、ポリオルガノシロキサン系スタンプの使用にさらに関する。

0012

本発明は、そのようなスタンプを使用して、表面をパターン化する方法を提供することをさらに狙いとする。

0013

本発明は、特許請求の範囲により定義される。

課題を解決するための手段

0014

一態様によれば、転写パターン面を含むマスターを用意するステップと、第1の硬化性組成物の第1の層を転写パターン面に形成するステップであって、その結果、第1の層が、前記転写パターンのレリーフパターンを含み、第1の硬化性組成物が、反応性分岐状ポリオルガノシロキサン、第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサン、並びに反応性分岐状及び第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの架橋を触媒するための第1の濃度の触媒を含み、前記第1の層が第1の厚さを有するステップと、第1の層を部分的に硬化するステップと、第2の硬化性組成物の第2の層を、部分的に硬化した第1の層に堆積するステップであって、第2の硬化性組成物が、第2の濃度の触媒と、架橋した第2の層を形成するための、及び、部分的に硬化した第1の層の反応性ポリオルガノシロキサンを用いた架橋により第2の層を第1の層に接着させるための、第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンとを含み、前記第2の層が、第2の厚さを有し、第2の厚さが第1の厚さより薄くなるように選択されるか、及び/又は第2の濃度が第1の濃度以上になるように選択される、堆積するステップと、部分的に硬化される第1の層及び第2の層を同時に硬化して、第1のヤング率より低い第2のヤング率を有する硬化される第2の層に接着される、第1のヤング率を有する硬化される第1の層を形成するステップと、第3の硬化性組成物の第3の層を第2の層に堆積するステップであって、第3の硬化性組成物が、架橋した第3の層を形成するための、及び第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンを用いた架橋により、第3の層を硬化した第2の層に接着させるための、第3の反応性ポリオルガノシロキサンを含む、堆積するステップと、第3の層を硬化して、硬化した第2の層に接着した硬化した第3の層を形成するステップとを含む、ポリオルガノシロキサン系スタンプを製造する方法が提供される。

0015

本発明は、スタンプ層を、スタンプ層に堆積した支持層の組成物と同時に硬化させた場合に、スタンプ層の弾性率がコントロールしにくくなるのは、同時に硬化中、部分的に硬化したスタンプ層から、支持層の組成物中へと、またその逆へと、成分が拡散するためであるという認識に基づく。例えば、スタンプ層を硬化するために用いられる触媒は、同時に硬化中に、支持層の組成物に移動し、これにより、スタンプ層の架橋密度は低下し、ひいては弾性(例えばヤング)率が低下する。さらに、支持層の組成物から、部分的に硬化したスタンプ層へと低分子量化学種が拡散すると、同時に硬化中に、硬化したスタンプ層のヤング率がさらなる有害な影響を受ける(すなわち低下する)。

0016

したがって、本発明は、ポリオルガノシロキサン系スタンプを製造する方法を提供し、第1の厚さを有する部分的に硬化した第1の(スタンプ)層は、第2の硬化性組成物の第2の層でコーティングされる。硬化した第1の(スタンプ)層の第1の高ヤング率は、分岐状及び直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンと、反応性ポリオルガノシロキサンを架橋するための触媒をいずれも含む第1の硬化性組成物を用いることにより得られる。第1の硬化性組成物の部分的な硬化に続き、部分的に硬化した第1の層に堆積した第2の硬化性組成物の第2の層は、第1の層及び第2の層を同時に硬化中に、硬化した第1の層に(化学的に)接着する。

0017

第2の層は、第1の厚さ未満になるように選択され、その結果、第2の層及び部分的に硬化した第1の(スタンプ)層が同時に硬化された場合に、各層の間の成分の移動が減少する、又は防止される(第2の)厚さを有する。これは、部分的に硬化した第1の層及び第2の層を同時に硬化中に、(例えば厚い支持層と比較して)より薄い、バルク又はボリュームが低い材料を備えた第2の層によるものであり、材料は、その層に、またその層から拡散する。詳細には、反応性分岐状及び第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの架橋を触媒する、第1の層からの触媒の移動/拡散は、減少し、又は防止され、その結果、硬化した第1の層の第1の高ヤング率は、より予想通りに得られる。或いは、又はさらに、第1の層における第1の触媒濃度以上の第2の層における第2の触媒濃度を選択することにより、第1の層から第2の層への拡散による触媒の移動は、2つの層の間の触媒濃度の勾配をならす、又はなくすことで減少する、又は防止される。第2の濃度が第1の濃度より高くなるように選択することにより、触媒の拡散が、第1の層を触媒で強化する役割のみ果たすことが確実になる。このように、高い触媒濃度は、第1の層で維持され、その結果、第1の層の高い架橋密度、ひいては高いヤング率が予想通りに得られる。

0018

第2の厚さが、第1の厚さ未満になるように選択される実施形態において、第2の濃度は、第1の濃度より低くなる、又はゼロになるように選択される。言い換えれば、第2の厚さの選択は、触媒の第1の層から第2の層への拡散を限定するのを確実にするのに十分であればよい。

0019

同様に、第2の濃度が、第1の濃度以上になるように選択される実施形態において、第2の厚さは、第1の厚さ以上になるように選択される。言い換えれば、第2の濃度の選択は、触媒の第1の層から第2の層への拡散を限定するのを確実にする上で十分である。

0020

第2の厚さが第1の厚さ未満になるように選択され、第2の濃度が第1の濃度以上になるようにも選択される実施形態において、いずれの選択も、触媒の第1の層から第2の層への拡散を限定するのを確実にすることに寄与する。

0021

第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む第2の組成物の硬化から得ることができる第2の層は、第1の(スタンプ)層の第1のヤング率と比較して、より低い第2のヤング率を有する。したがって、第2の層は、第3の(支持)層に対する有効な接着を確実にする上で十分に屈曲性である。したがって、第2の層は、第3の(支持)層を高ヤング率の第1の(スタンプ)層に化学的に接着させるための接着層と考えられる。

0022

硬化した第1の層は、5〜70μmの範囲内の厚さを有し、第1のヤング率は、30から100MPaの範囲内である。

0023

5〜70μmの範囲内の厚さにより、望ましい特性を所有する第1の(スタンプ)層が生じる。5μmより薄い第1の層は、スタンプ層に配置された層により有害な影響を受け、70μmより厚い第1の層は、プリント/インプリント中に、基板との共形的接触を達成するには厚すぎる。

0024

30から100MPaのヤング率を有する第1の層は、微細なパターン(例えばナノスケールサイズフィーチャーを有する)をインプリントするのに十分な剛性を第1の層に与える一方、スタンプ層が、輪郭面で変形されるように十分な柔軟性を保つ。しかし、この範囲内のヤング率は、(完全に)硬化したスタンプ層の屈曲性を、第3の(支持)層に直接接着させる上で不十分にする。したがって、スタンプ層の(第1の)ヤング率と比較して、より低い(第2の)ヤング率を有する第2の層は、高ヤング率の第1の層を第3の(支持)層に接続する手段を得るのに必要とされる。

0025

第2の厚さは、第1の厚さ未満になるように選択される。

0026

第1の厚さ未満になるように第2の厚さを選択することにより、各層の間で、成分の移動は減少する、又は取るに足らなくなる。これは、部分的に硬化した第1の層及び第2の層を同時に硬化中に、(例えば厚い支持層と比較して)より薄い、バルク又はボリュームが低い材料を備えた第2の層によるものであり、材料は、その層に、またその層から拡散する。詳細には、反応性分岐状及び第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの架橋を触媒する、第1の層からの触媒の移動/拡散は、減少し、又は防止され、その結果、硬化した第1の層の第1の高ヤング率は、より予想通りに得られる。

0027

第2の濃度は、第1の濃度以上になるように選択される。

0028

第1の層における第1の触媒濃度以上になるように第2の層における第2の触媒濃度を選択することにより、第1の層から第2の層への拡散による触媒の移動は、2つの層の間の触媒濃度の勾配をならす、又はなくすことで減少する、又は防止される。第1の濃度より高くなるように第2の濃度を選択することにより、触媒の拡散が、第1の層を触媒で強化する役割のみ果たすことが確実になる。このように、高い触媒濃度は、第1の層で維持され、その結果、第1の層の高い架橋密度、ひいては高いヤング率が予想通りに得られる。

0029

反応性分岐状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、水素化物官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、又は、その両方の混合物を含み;第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサン、及び第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、それぞれ、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン及び水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンの混合物を含み;触媒は、ヒドロシリル化触媒を含む。

0030

触媒により媒介される、ビニル及び水素化物官能化ポリオルガノシロキサンヒドロシリル化は、必要条件の性質(例えば弾性)を有する第1及び第2の層を得るのを補助する。この硬化方法は、副生成物を形成しない、又は取るに足らない量しか形成しない利点をさらに有する。

0031

ヒドロシリル化触媒は、白金を含み;第1及び第2の硬化性組成物は、環状ビニル官能化ポリオルガノシロキサンを含む触媒減速材をさらに含み、任意選択で、触媒減速材は、式1、式2






による環状ポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含む。

0032

白金触媒は、ヒドロシリル化の触媒に高度に活性である。触媒減速材の使用により、架橋をコントロールするのが補助され、その結果、例えば、第1及び第2の硬化性組成物は、より低い(例えば周囲)温度で早く架橋しない。

0033

第2の硬化性組成物は、第1の硬化性組成物のもの以下の触媒減速材の濃度を含む。

0034

これは、減速材の第2の層から第1の層への移動/拡散を限定又は防止するのを補助し、その結果、硬化の程度、ひいては第1の層のヤング率は、低下する、又はさらに限定された程度まで低下する。

0035

反応性分岐状ポリオルガノシロキサンは、T−分岐状ポリオルガノシロキサン、Q−分岐状ポリオルガノシロキサン又はそれらの混合物を含み、任意選択で、反応性分岐状ポリオルガノシロキサンは、式3、式4;



によるポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含む。

0036

式3は、単一の繰り返し単位を示すが、上記Q−分岐状ポリオルガノシロキサンに関して、繰り返し単位の数は、例えば、単位1つから最大数の範囲であり、その結果、Q−分岐状ポリオルガノシロキサンは、重量比1:1まで、反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンにおいて(例えばビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンにおいて)きわめて可溶性であり、室温にて相分離しないということは理解されるべきである。



ここで、mは、例えば、3から13の範囲である。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により判定される重量平均分子量(Mw)は、800から3000Daの間である。本明細書の式のいずれにおいても、そのような技術を用いて、繰り返し単位の数を決定することは理解されるべきである。これは、必要とされる場合に、当業者に容易に理解される化学組成を測定する(すなわち、1種超の繰り返し単位が存在する場合)ための他の技術(例えばNMR分光法)からの情報と組み合わせて行われる。

0037

第1の硬化性組成物中にT−分岐状及びQ−分岐状ポリオルガノシロキサンを包含すると、第1の層の望ましい(第1の)高ヤング率を得るのが補助される。例えば、ビニル官能化T−(例えば式4)又はQ−分岐状(例えば式3)ポリオルガノシロキサンは、高ヤング率の第1の層を得るのに特に適している。

0038

第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、末端ビニル基を含む直鎖状ポリオルガノシロキサンを含み、任意選択で、第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、式5;



によるポリオルガノシロキサンを含み、ここで、nは、例えば4から1000の範囲である。

0039

末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、未反応のビニル及び水素化物基が、これらの層の間の界面において、それら自体を再度位置調整させ、互いに反応できるように、鎖において材料に屈曲性を与えることにより、第2の層の第1及び第3の層への(化学的)接着を補助する。第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えばビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含み、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、それ自体が、末端ビニル基を含まないビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンに加えて、末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。

0040

第2の硬化性組成物は、第1の硬化性組成物より低い粘度を有し;任意選択で、第2の硬化性組成物は、第2の硬化性組成物の粘度を低下させる揮発性希釈剤をさらに含み、これは、第2の硬化性組成物の堆積中に、及び/又は同時に硬化中に蒸発可能である。

0041

第1の硬化性組成物より低い粘度を有する第2の硬化性組成物は、第1の層より薄い第2の層を作るのを補助する。揮発性希釈剤を添加することで、第2の硬化性組成物の粘度を低下させるのを補助する。

0042

第3の反応性ポリオルガノシロキサンは、さらなるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン、及びさらなる水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含むさらなる混合物と、さらなるヒドロシリル化触媒とを含む。

0043

ビニル及び水素化物官能化ポリオルガノシロキサンのさらなる混合物の、触媒により媒介されるヒドロシリル化は、適切な性質(例えば弾性)を有する第3の層を得るのを補助する。

0044

方法は、スタンプを剛性担体に固定するステップをさらに有し、第3の層が、剛性担体と第2の層との間に配置されている。

0045

スタンプを剛性担体、例えばガラス担体に固定すると、スタンプにさらなる構造的一体性が与えられ、X−Y面(すなわち担体を受ける第3の層の表面)においてスタンプが変形する危険性が低下する。しかし、剛性担体は、使用中にZ方向でのスタンプの押印を補助する/それに対応するように、Z方向に若干の屈曲性を有する。

0046

別の態様によれば、内面に向かい合い、第1の厚さを有するパターン化面を含む、ポリオルガノシロキサン系の第1の層と、内面上に配置され、第1の厚さより薄い第2の厚さを有するポリオルガノシロキサン系の第2の層と、第2の層上に配置されているポリオルガノシロキサン系の第3の層とを含み、第1の層のヤング率が、第2の層のヤング率より高い、本明細書の実施形態のいずれかの方法から得ることができるポリオルガノシロキサン系スタンプが提供される。

0047

そのようなポリオルガノシロキサン系スタンプは、高ヤング率の第1の(スタンプ)層を有し、その結果、スタンプは、インプリントされる表面へのスタンプの押印中に、忠実性が高い、すなわちスタンプのパターン変形が最小限の微細なパターン(例えばナノスケールサイズのフィーチャーを有する)のプリント/インプリントに特に適している。さらにスタンプは、第2の層を介した第1の層と第3の(支持)層との間の接着が強力なため、寿命も優れている。

0048

第1の層のヤング率は、第3の層のヤング率より高い。

0049

より低いヤング率の第3の(支持)層(高ヤング率の第1の層と比較して)は、高ヤング率の第1の層が存在する場合、脆弱性補完を補助する。

0050

別の態様によれば、本発明は、好ましくはミクロ接触プリントプロセス又はインプリントプロセスであるプリントプロセスのための、本明細書の実施形態のいずれかによる、又は、本明細書で説明されている製造方法のいずれかから得ることができるポリオルガノシロキサン系スタンプの使用に関する。

0051

別の態様によれば、パターン化面を形成する方法が提供され、この方法は、受容基板の上にパターン前駆体層を設けるステップと、本明細書の実施形態のいずれかによるポリオルガノシロキサン系スタンプを用いて、パターン前駆体層をインプリントするステップと、受容基板のパターン層中にパターン前駆体層を転写させるステップと、転写させたパターン層からパターン化されたスタンプを除去するステップとを有し、前記受容基板は平面の基板又は輪郭基板である。

0052

本発明の実施形態は、添付の図に対して、また、より詳細に非限定的な例として説明されている。

図面の簡単な説明

0053

本発明の実施形態によるスタンプを製造する方法を概略的に描写した図である。
本発明の実施形態によるインプリント方法を概略的に描写した図である。
本発明の別の実施形態によるインプリント方法を概略的に描写した図である。
本発明のさらに別の実施形態によるインプリント方法を概略的に描写した図である。

実施例

0054

本発明は、図を参照して説明されている。

0055

詳細な説明及び具体的な例は、装置、系及び方法の模範的な実施形態を指し示しつつ、例示の目的のみを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図していないことは理解されるべきである。これらは、本発明の装置、系及び方法の他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲及び添付の図面から、より適切に理解されるようになる。図は、概略図に過ぎず、正確な縮尺で描かれていないことは理解されるべきである。図全体に同一の符号が使用して、特に指定のない限り同一又は同様の部分が指し示されることも理解されるべきである。

0056

図1は、本発明の実施形態による、ポリオルガノシロキサン系スタンプ500を製造するための方法の様々なステップを概略的に描写する。そのようなスタンプ500は、ソフトリソグラフィプロセス、例えば、後により詳細に説明される輪郭面(例えばナノスケールサイズのフィーチャーを有する)のパターン化プロセスにおける使用に適している。「ポリオルガノシロキサン系」という用語は、例えば、PDMS(ポリジメチルシロキサンポリマーを含むスタンプ500を指すが、少なくとも一部のメチル基が、より大きいアルキル基、例えばエチルプロピルイソプロピルブチル基で置き換えられる、同様のポリオルガノシロキサン系材料、例えばポリジメチルシロキサンも検討されることは理解されるべきである。

0057

この方法は、第1の(スタンプ)層に形成される反転型又はネガ型パターン52のフィーチャーを保有するマスター50を用意することで始まる。図1は、平面のマスター50で保有されるパターン52を描写するが、これは、限定されることを意図していない。非平面のマスター50、例えば輪郭マスター50も想定される。輪郭マスター50は、輪郭を有する第1の層100を含むスタンプ500を製造するために使用され;そのようなスタンプは、輪郭基板をプリント/インプリントするために用いられる。

0058

図1のステップ(a)では、第1の硬化性組成物の第1の層100は、マスター型50に付与され、その結果、ネガ型パターン52は、第1の層100に浸す。第1の層100は、任意の適切な手法、例えばスピンコーティング、浸漬コーティング鋳造インクジェットプリントでマスター50に付与される。パターン52は、例えば、マスター50から(硬化した)第1の層100を後で除去するのを補助するために、(硬化した)第1の層100との化学的接着が低下する、又は防止されるように変更される。これは、例えば、パターンに第1の硬化性組成物を付与する前にフルオロシラン薄層を堆積することにより達成される。パターン52を変更するそのような手段は、それ自体よく知られており、単に簡潔にするために本明細書ではこれ以上説明しない。

0059

一実施形態では、第1の硬化性組成物は、反応性分岐状ポリオルガノシロキサン、第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサン、及び反応性ポリオルガノシロキサンの架橋(硬化)を触媒するための触媒を含む。第1の層100は、第1の層100におけるパターンの変化で概略的に表されているように、ステップ(b)で部分的に硬化されている。第1の層100の部分的な硬化は、反応性ポリオルガノシロキサンの間の架橋の形成を、ただし第1の層100が完全に硬化されない程度まで含み、その結果、完全に硬化した(第1の)ヤング率は、部分的な硬化中に既に得られる。部分的に硬化した第1の層100は、例えば、完全に硬化した(第1の)第1の層100のヤング率より低いヤング率を有する濃厚ゲル状/軟固体状態となるように部分的に硬化される。部分的な硬化により、部分的に硬化した第1の層100を触ると、べたつくようになる。

0060

ステップ(b)における第1の層100の完全な硬化は、第2の層200(又は任意のさらなる支持層)への(化学的)接着が、完全に硬化した第1の層100の硬直性により妨げられる、又は有効でなくなることを考慮すると、避けるべきである。何らかの特定の理論に束縛されることを望むものではないが、完全に硬化した第1の層100の完全に架橋した構造は、第1の層100の表面に近く、第2の層200により近い第1の層100の部分に位置する反応性(硬化性官能基可用性を限定する。したがって、完全に硬化した第1の層100を第2の層200(又は第1の層100に配置されている任意のさらなる層)に接着させても、部分的に硬化した第1の層100及び第2の層200を同時に硬化することにより得られる(化学的)接着と同程度に有効ではないが、その理由は、部分的に硬化した第1の層100の屈曲性が高いためである。

0061

ステップ(b)の部分的な硬化は、例えば、30秒から30分の時間にわたり30〜70℃の温度範囲で起こる。

0062

この点において、図1のステップ(c)は、部分的に硬化した第1の層100上の第2の硬化性組成物の第2の層200の堆積を概略的に描写する。第2の層200は、任意の適切な手法、例えばスピンコーティング、浸漬コーティング、鋳造、インクジェットプリントで、部分的に硬化した第1の層100に付与される。

0063

部分的に硬化した第1の層100及び第2の層200は、それぞれの層のパターンの変化で概略的に表されているように、ステップ(d)で同時に硬化させる。この同時硬化は、それぞれの層における反応性ポリオルガノシロキサンの間の(すなわち、第1の層100と第2の層200との間の界面の)層間架橋により、第1の層100と第2の層200との間に有効な(化学的)接着を生じる。

0064

第1の層100は、第1の(スタンプ)層が望ましい柔軟性を有することを確実にするために、わずか数mm以下、例えば1mm以下の厚さを有する。一実施形態では、硬化した第1の層100は、5〜70μmの範囲内の厚さを有する。この範囲内の厚さにより、望ましい柔軟性を所有する第1の(スタンプ)層が生じる。誤解を避けるために、第1の(スタンプ)層の厚さは、バルク材料の厚さ及びフィーチャーの高さの組合せと定義されることが明確にされる。

0065

一実施形態では、硬化した第1の層100の第1のヤング率は、30から100MPaの範囲内であり、これにより、第1の層100を、微細なパターン(例えばナノスケールサイズのフィーチャーを有する)をプリント/インプリントできるように十分剛性になる。これは、インプリントリソグラフィにおけるスタンプ500の用途に特に重要である。誤解を避けるために、本明細書で言及されるヤング率は、ASTMD1415−06(2012)標準に従って、標準により定められた条件下で剛球を用いてゴム材料を貫通することにより標準化硬度試験で決定されることは注目される。

0066

第1の層100が高ヤング率なのは、第1の硬化性組成物中に分岐状及び直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンの両方を備えるためである。第1の硬化性組成物中の分岐状反応性ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、25から40重量%の間、例えば30から40重量%の間の範囲である。第1の硬化性組成物中の直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、55から75重量%の間の範囲である。

0067

したがって、第1の硬化性組成物の硬化は、分岐反応性ポリオルガノシロキサンの間、直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンの間、分岐状及び直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンの間の架橋の形成を含む。したがって、第1の層100の高ヤング率は、第1の硬化性組成物中の直鎖状反応性ポリオルガノシロキサンと組み合わせた分岐状反応性ポリオルガノシロキサンの使用から生じる、高度にネットワーク化したポリマー構造に起因する。

0068

ステップ(d)の同時硬化は、例えば、50〜120℃の温度範囲内で、10分から4日間の時間にわたり行われる。

0069

一実施形態では、反応性分岐状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、水素化物官能化分岐状ポリオルガノシロキサン、又は両方の混合物を含み;第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン及び水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む混合物を含み;反応性ポリオルガノシロキサンを架橋するための触媒は、ヒドロシリル化触媒である。そのような実施形態では、第1の硬化性組成物の架橋は、ヒドロシリル化触媒を使用した、ポリオルガノシロキサンのビニル及び水素化物基を伴う架橋を含む。ヒドロシリル化触媒は、白金触媒、例えばKarstedt触媒を含む。例えばロジウム又はルテニウムを含む代替ヒドロシリル化触媒も、それ自体よく知られており、単に簡潔にするために本明細書ではこれ以上説明しない。ヒドロシリル化触媒は、例えば、金属(例として白金)の濃度が、第1の硬化性組成物の0.15重量%未満、例えば0.01〜0.06重量%になるような濃度で用いられる。

0070

第1の硬化性組成物中のビニル官能化(分岐状及び直鎖状)ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、65から85重量%の間の範囲である。第1の硬化性組成物中の水素化物官能化ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、20から30重量%の間、例えば23から27重量%の間の範囲である。

0071

一実施形態では、第1の硬化性組成物は、架橋をコントロールするのを補助する触媒減速材を含み、その結果、例えば、第1の硬化性組成物が、より低い(例えば周囲)温度で早く架橋しない。そのような触媒減速材、言い換えれば触媒の触媒活性を穏当にする(低下させる)。一実施形態では、触媒減速材は、環状ビニル官能化ポリオルガノシロキサン、例えば式1、式2による環状ポリオルガノシロキサン、又はそれらの混合物を含む。好ましくは、触媒減速材は、式1






による環状ポリオルガノシロキサンを含む。

0072

第1の硬化性組成物中にそのような触媒減速材を包含することは、第1の層100の形成中に、架橋を防止又は限定することにより転写パターン面に第1の層100を形成するのを補助する。さらに、減速材を含む第1の硬化性組成物は、同時に硬化中に、部分的な硬化を第2の層200への後続の(化学的)接着が低下する程度まで進めないように、第1の層100の部分的な硬化のコントロールをさらに補助する。減速材は、例えば、第1の硬化性組成物の5重量%未満、例えば1.5から4.0重量%の間の濃度で用いられる。

0073

第1の硬化性組成物は、一実施形態では、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含んでもよく、例えば、式6によるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えば、少なくとも5%のビニル官能基、例えば、5〜10%のビニル官能基、又は6−8%のビニル官能基である。割合は、ビニル官能基である直鎖状ポリオルガノシロキサン中のケイ素原子の割合を指すと理解されるべきである(水素化物官能化ポリオルガノシロキサンの水素化物の割合も、同様に解釈されるべきである)。

0074

分岐状及び直鎖状ビニル官能化ポリオルガノシロキサンは、例えば、式7による水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンと、例えば30:70から70:30の比で組み合わせられる。水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えば、少なくとも25%の水素化物官能基、例えば、25〜55%の水素化物官能基、又は30〜60%の水素化物官能基である。



ここで、sは、例えば、100から600の範囲であり;tは、例えば、5から70の範囲である。式6のビニル官能基の%(上記)は:(t/(s+t+2))×100から計算され、



ここで、pは、例えば、5から20の範囲であり;qは、例えば、5から20の範囲である。式7の水素化物官能基の%(上記)は:(p/(p+q+2))×100から計算される。

0075

一実施形態では、反応性分岐状ポリオルガノシロキサンは、Q−分岐状反応性ポリオルガノシロキサン、例えばQ−分岐状ビニル官能化ポリオルガノシロキサン(例えば式3による)、T−分岐状反応性ポリオルガノシロキサン、例えばT−分岐状ビニル官能化ポリオルガノシロキサン(例えば式4による)、又はそれらの混合物を含む。誤解を避けるために、T−分岐状ポリオルガノシロキサンが、例えば直鎖状ポリオルガノシロキサンにより架橋した場合に、3本分岐状鎖、すなわちネットワークを含むことは注目される。同じく、例えば直鎖状ポリオルガノシロキサンにより架橋した場合に、Q−分岐状ポリオルガノシロキサンは、4本分岐状鎖、すなわちネットワークを含む。

0076

式3は、単一の繰り返し単位を示すが、上記Q−分岐状ポリオルガノシロキサンに関しては、繰り返し単位の数が、例えば、単位1つから最大数の範囲になり、その結果、Q−分岐状ポリオルガノシロキサンは、重量比1:1まで、反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンにおいて(例えばビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンにおいて)きわめて可溶性であり、室温にて相分離しないということは理解されるべきである。式3によるQ−分岐状樹脂は、「Vinyl Q Resin」としてGelest、Inc.から、また、「Vinyl modified Q silica resin」としてGmbHから市販されている。これは、例えば、キシレン中の50重量%の分散体として用意される。キシレンは、実質的に蒸発させて、第1の硬化性組成物中に用いられる正味のVinyl Q樹脂を残す。



ここで、mは、例えば、3から13の範囲である。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により判定される重量平均分子量(Mw)は、800から3000Daの間である。

0077

好ましい実施形態において、第1の硬化性組成物は、Q−分岐状ポリオルガノシロキサン、例えば式3によるビニル官能化Q−分岐状ポリオルガノシロキサンを含む。式3における最下部Si原子2個から伸びる3本の直線は、これらのSi原子は、式3の一番右に対するSi原子のように、それぞれ3本のポリオルガノシロキサン鎖にそれぞれ接続することを指し示す。誤解を避けるために、これらの直線は、Si≡C結合を指し示さない。

0078

式3及び式4は、Q−分岐状及びT−分岐状ビニル官能化ポリオルガノシロキサンをそれぞれ描写するが、これは、限定することを意図するものではない。第1の層100の必要なネットワーク構造は、例えば、別法として、Q−分岐状及び/又はT−分岐状水素化物官能化ポリオルガノシロキサンを使用して達成される。そのような例では、水素化物官能化分岐状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを経由して架橋する。

0079

非限定的な例では、第1の硬化性組成物は、第1の硬化性組成物の粘度をコントロールするのを補助する希釈剤をさらに含み、その結果、これを、マスター型50に容易に付与して、第1の層100を形成する。第1の硬化性組成物中の希釈剤の濃度は、例えば、0から4重量%の間の範囲である。希釈剤は、例えば、ヘキサメチルジシロキサンを含む。

0080

第1の硬化性組成物の非限定的な例は、表1で示されている。表1における濃度は、第1の硬化性組成物の合計重量に対するものである。

0081

0082

第1の硬化性組成物を硬化すると、水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンの間、ビニル官能化分岐状ポリオルガノシロキサンの間、並びに直鎖状及び分岐状ビニル官能化ポリオルガノシロキサンの間に架橋を形成し、その結果、高度なネットワーク構造が得られる。そのような高度にネットワーク化した構造により、硬化した第1の層100に必要とされる前述の高ヤング率が生じる。

0083

一実施形態では、第1の層100は、第1の厚さを有し、第2の層200は、第1の厚さより薄い第2の厚さを有する。第2の層200の厚さを、第1の層100の厚さより薄くするように限定することにより、第1の層100の望ましい高ヤング率がより容易に得られる。何らかの特定の理論に束縛されることを望むものではないが、このように、第2の厚さを限定すると、第1の層100と第2の層200との間で移動する成分の量が限定される。これは、部分的に硬化した第1の層100及び第2の層200を同時に硬化中(ステップ(d))に、バルク又はボリュームが低い材料を備えた第2の層200によるものであり、材料は、その層に、またその層から拡散する。例えば、第2の層200から(部分的に硬化した)第1の層100へと拡散する低分子量ポリオルガノシロキサン材料は、第2の層200の厚さがこのように制約されない場合、第1の層100のヤング率は予想された/望ましいものより低くなる。これは、第1の層100へと拡散する多量の低分子量材料を含む厚い第2の層200のためである。詳細には、反応性分岐状及び第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの架橋を触媒する、第1の層100から第2の層200への触媒の移動により、第1の層100の架橋密度はより低くなる。この効果は、第1の層100の(第1の)厚さより薄い(第2の)厚さを有するそのような第2の層200を用いることにより防止され、又は低下し、その結果、第2の層200は、触媒が拡散するバルクをより小さくする。このように、触媒が第1の層100から薄い第2の層200にさほど拡散せず、第1の層100の架橋密度は維持され、ひいては硬化した第1の層100の第1の高ヤング率がより予想通りに得られる。

0084

第2の層200におけるより高い触媒濃度も、第2の硬化性組成物を調製(すなわち、その成分を混合)した後の、ハンドリング時間の観点から問題とならない。分岐状ポリオルガノシロキサンを含み、ひいては材料がゲル降伏点に達するため初期により高い架橋度を有する第1の層100の層と比較して、第2の硬化性組成物において触媒濃度が高くなること(及び減速材濃度が低くなること)は、直鎖状ポリオルガノシロキサンを多く含むと仮定すると、起こり得る。したがって、より高い触媒濃度が、第2の硬化性組成物に使用されても、十分に長いハンドリング時間は依然として保たれる。

0085

一実施形態では、第1の触媒濃度(第1の層100中)が使用され、第1の濃度以上の第2の触媒濃度(第2の層200中)が使用される。これにより、2つの層の間の触媒濃度の勾配をなくすこと、又は、第2の層200内がより高い触媒濃度になることを確実にして、第1の層100における触媒が第2の層200に移動(拡散)する推進力を低下させ、その結果、触媒拡散は、第1の層100を触媒で強化する役割のみを果たす。このように、第1の層100の架橋密度は、第2の層200(のバルク)が存在しても低下しない。したがって、第1の層100のヤング率は、第2の層200が存在しても低下しない、又は低度までにしか低下しない。

0086

一実施形態では、第2の硬化性組成物は、第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。第2の硬化性組成物中の第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、15から80重量%の間の範囲である。

0087

一実施形態では、第2の硬化性組成物は、例えば式6によるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含むビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン;例えば式7による水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン;及びヒドロシリル化触媒を含む。ヒドロシリル化触媒は、以前に説明されているように、第1の硬化性組成物中で使用されるものと同一である。ヒドロシリル化触媒は、例えば、金属(例えば白金)濃度が、第2の硬化性組成物の3重量%未満、例えば0.15重量%未満になるような濃度で用いられる。例えば、ヒドロシリル化触媒は、金属(例えば白金)濃度が3重量%未満、例えば0.01から3.0重量%の間になるような濃度で用いられる。非限定的な例では、ヒドロシリル化触媒は、金属(例えば白金)濃度が、第2の硬化性組成物の0.01から0.06重量%の範囲内になるような濃度で用いられる。

0088

第2の硬化性組成物中のビニル官能化ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、10から60重量%の間の範囲である。第2の硬化性組成物中の水素化物官能化ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、5から20重量%の間の範囲である。

0089

一実施形態では、第2の硬化性組成物は、上記の第1の硬化性組成物中のものと同一の触媒減速材をさらに含む。触媒減速材は、第2の硬化性組成物の硬化をコントロールするのを補助する。一実施形態では、第2の硬化性組成物中の触媒減速材の濃度は、第1の硬化性組成物のもの以下である。これにより、第2の層200から第1の層100への減速材の移動/拡散を限定又は防止するのが補助され、その結果、第2の硬化性組成物中に減速材が存在することで、第1の層100の硬化の程度、したがってヤング率が低下しない、又はより限定された程度にしか低下しない。減速材は、例えば、第2の硬化性組成物の5重量%未満、例えば0.1から4.0重量%の間の濃度に用いられる。

0090

一例では、第2の硬化性組成物は、少なくともビニル官能基が5%、例えば、ビニル官能基が6〜10%であるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。

0091

一実施形態では、第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、末端ビニル基、例えば式5によるポリオルガノシロキサンを含む直鎖状ポリオルガノシロキサンをさらに含む。



ここで、nは、例えば、4から1000、例えば4から500の範囲である。

0092

末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンは、末端ビニル基が、第1の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンとの架橋(すなわち第1の層100と第2の層200との間の界面で)、及び第3の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンとの架橋(第2の200と第3の層300との間のさらなる界面で)を促すことにより、第2の層200の第1の層100及び第3の層300への(化学的)接着を補助する。末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えば、10から20重量%の範囲の濃度で第2の硬化性組成物中に用いられる。

0093

水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、非限定的な例では、水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンの混合物を含む。混合物は、例えば、少なくとも10%が水素化物官能基、例えば、10〜60%が水素化物官能基である第1の水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン、及び30%未満が水素化物官能基である第2の水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。第1及び第2の水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えば、70:30から30:70の比で用いられる。

0094

第2の硬化性組成物を硬化させると、水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンは、ビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンの間に架橋を形成し、その結果、架橋構造が得られる。硬化した第2の層200の架橋構造(ただし第1の層100で説明された広範なネットワークを伴わない)により、第1の層100の(第1の)ヤング率に対してより低い(第2の)ヤング率を有する第2の層200が生じる。完全に硬化した第1の層100は、それ自体、第3の(支持)層に(化学的に)接着するほど十分に屈曲性ではないが、より低いヤング率の第2の層200は、第2の層200を第3のポリオルガノシロキサン層300に(化学的に)接着するほど、十分屈曲性である。

0095

第2の層200及び第3の層300は、非限定的な例では、分岐状反応性ポリオルガノシロキサンも含む。そのような例では、スタンプ500の全体のヤング率は上昇する。第2の層200における分岐状反応性ポリオルガノシロキサンの量は、例えば、第1の層100におけるもの未満であり、その結果、第2の層200のヤング率は、第1の層100のもの未満である。第3の層300中の分岐状反応性ポリオルガノシロキサンの量も、第1の層100における分岐状反応性ポリオルガノシロキサンの量未満であり、その結果、第3の層300のヤング率も、第1の層100のヤング率未満である。

0096

一実施形態では、第2の硬化性組成物は、第1の層100と比較して薄い第2の層200を堆積するのを補助する第1の硬化性組成物より低い粘度を有する。一実施形態では、これは、揮発性希釈剤、例えばヘキサメチルジシロキサンを使用することにより達成される。揮発性希釈剤は、第2の層200の堆積中(例えばスピンコーティング中)、及び/又は同時に硬化中に蒸発するように、十分に高い蒸気圧を有する。揮発性希釈剤は、例えば、第2の硬化性組成物の5重量%までの濃度で用いられる。

0097

非限定的な例では、第2の硬化性組成物は、表面官能化無機粒子を含む。例えば、第2の硬化性組成物は、表面官能化シリカ粒子を含む。粒子は、例えば、トリメチルシリル基及びビニルジメチルシリル基の少なくとも1個で官能化される。ナノ粒子は、例えば、10から100nmの範囲内の直径を有する。そのような無機粒子は、例えば、5から12.5重量%の範囲の濃度で第2の硬化性組成物中に存在する。

0098

第2の硬化性組成物の非限定的な例は、表2で示されている。表2における濃度は、第2の硬化性組成物の合計重量である。

0099

0100

非限定的な例では、式5による末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサン及び表面官能化無機粒子は、前駆体組成物中の第2の硬化性組成物に共に添加される。そのような前駆体組成物は、例えば、全体の第2の硬化性組成物の40から50重量%を占める。そのような前駆体組成物は、例えば、前駆体組成物の25から38重量%の、式5によるビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンの濃度、及び例えば、前駆体組成物の14から25重量%の表面官能化無機粒子の濃度を有する。非限定的な例では、前駆体組成物は、Dow CorningからのSylgard(登録商標)184Aを含む。

0101

非限定的な例では、第2の層200は、スピンコーティング技術を使用して部分的に硬化した第1の層100に堆積させ:より低い第2の硬化性組成物の粘度により、部分的に硬化した第1の層100の縁から第2の硬化性組成物をより多く落とすのが補助され、その結果、より薄い第2の層200が得られる。

0102

図1のステップ(e)は、第3の硬化性組成物を、第2の層200上の第3の層300へと堆積するのを概略的に描写する。第3の層300は、任意の適切な手法、例えばスピンコーティング、浸漬コーティング、鋳造、インクジェットプリントで第2の層200に付与される。

0103

一実施形態では、第3の硬化性組成物は、第3の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。一実施形態では、第3の硬化性組成物は、さらなるビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン、さらなる水素化物官能化直鎖状ポリオルガノシロキサン、及びさらなるヒドロシリル化触媒を含むさらなる混合物を含む。したがって、第2の層200について以前に説明された硬化プロセスと同様に、第3の硬化性組成物を、金属(例えば白金)触媒によるヒドロシリル化により硬化させる。

0104

第3の硬化性組成物におけるビニル官能化ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、85から99重量%の間の範囲である。第3の硬化性組成物中における水素化物官能化ポリオルガノシロキサンの濃度は、例えば、1から15重量%の間の範囲である。

0105

非限定的な例では、第3の硬化性組成物は、表面官能化無機粒子を含む。例えば、第2の硬化性組成物は、表面官能化シリカ粒子を含む。ナノ粒子は、例えば、10から100nmの範囲内の直径を有する。粒子は、例えば、トリメチルシリル基及びビニルジメチルシリル基の少なくとも1個で官能化される。

0106

非限定的な例では、第3の硬化性組成物は、市販のポリオルガノシロキサン組成物:Dow CorningからのSylgard(登録商標)184、又はWacker Chemie AGからのWacker Elastosil(登録商標)601を含む。

0107

第3の層300は、第3の層300及び第2の層200が互いに(化学的に)接着するように硬化される(図1で示されていない)が、その理由は、それぞれの層において、反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンの間の(すなわち、第3の層300と第2の層200との間のさらなる界面の)層間架橋が形成されるためである。第1の層100と比較して、第2の層200のヤング率がより低いため、第2の層200は、第1の層100より屈曲性である。この屈曲性の上昇により、架橋反応関与する基をより反応性にして、第2の層200を変形させる際に、さらなる界面において再編でき、これにより、第2の層200と第3の層300との間の化学的接着を増強できる。

0108

一例では、第3の層300は、末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンを含むビニル官能化直鎖状ポリオルガノシロキサンを含む。末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンは、例えば、末端ビニル直鎖状ポリオルガノシロキサンも含む第2の反応性直鎖状ポリオルガノシロキサンとの架橋(第2の200と第3の層300との間のさらなる界面で)を補助することにより、第3の層300を(硬化した)第2の層200へと接着するのを補助する。

0109

非限定的な例では、第3の硬化性組成物は、第2の硬化性組成物と同一のものである。そのような例では、スタンプ500は、組成が異なる層2つ:第1の(スタンプ)層100、並びに第2の層200、及び第3の層300を含む別のより柔らかい(よりヤング率が低い)層を含むと考えられる。

0110

一実施形態では、第1の層100のヤング率は、第3の層300のヤング率より高い。より低いヤング率の第3の(支持)層300(高ヤング率の第1の層100と比較して)は、高ヤング率の第1の層100が存在する場合、スタンプ500をインプリントされる表面、例えば平面又は輪郭面に押し込んで密接に接触させるように、例えば、スタンプ500に付与される(下向きの)力の大半が吸収され、それにより第1の層100が損傷から保護されることにより、脆弱性の補完を補助する。

0111

一実施形態では、第1の層100、第2の層200及び第3の層300は、剛性担体400に固定され;第3の層300は、剛性担体400と第2の層200との間に配置される。剛性担体400への固定は、スタンプ500にさらなる構造的一体性を与え、X−Y面(すなわち担体を受容する第3の層300の面)においてスタンプが変形する危険性を低下させる。しかし、剛性担体は、使用中にZ方向でのスタンプ500の押印を補助する/それに対応するように、Z方向に若干の屈曲性を有する。剛性担体400は、例えば、X−Y面において変形に関する必要な剛性を所有するガラス又はポリマー材料を含む。

0112

図1のステップ(e)は、第3の層300が既に付着している剛性担体400に第3の層300を堆積するのを概略的に描写するが、これは、限定されることを意図していない。例えば、別法として、剛性担体400は、第3の層300を硬化した後で第3の層300に接着させる一方、第2の層200に堆積する。

0113

図1のステップ(f)は、パターン52から第1の層100を分離することにより、マスター50からポリオルガノシロキサン系スタンプ500を外すのを概略的に描写する。しかし、パターン52から第1の層100を分離するのは、ポリオルガノシロキサン系スタンプ500の製造する方法の最終的なステップを必ずしも表さないことは理解されるべきである。

0114

例えば、第1の層100は、部分的に硬化した第1の層100及び第2の層200の同時硬化(ステップ(d))に続いて、パターン52から分離する。次いで、組み合わせた第1の層100及び第2の層200は、第3の層300の付与前に異なる基板(図1で示されていない)に転写する。

0115

非限定的な例では、転写パターン面52は、第1の層100が輪郭を有するパターン化面を含むように輪郭面を含む。そのような例では、異なる基板は、転写パターン面52のものと共通する輪郭を含む輪郭基板(図1で示されていない)である。第3の層300を第2の層200へと堆積させることにより、輪郭を有する第1の層100を輪郭基板と共形的に接触させる一方、いくつかの点で、基板の輪郭面に適合する第1の層100の輪郭形状を支持し、保つのが補助される。

0116

さらなる非限定的な例では、輪郭を有する第1の層100は、第3の硬化性組成物の堆積に続いて、(輪郭)パターン52から分離する。組み合わせた第1の層100、第2の層200及び(予め硬化した)第3の層300(第3の硬化性組成物を含む)を、第3の層300を硬化する前に、転写パターン面52のものと共通する輪郭を含む異なる基板(図1で示されていない)に転写する一方、第1の層100を基板と共形的に接触させ、それにより、第1の層100が、以前に説明されているように、輪郭基板によりもたらされる輪郭形状を保つのを補助する。この手順の変化は、例えば、多孔構造を有する硬化した第3の層300を伴う。組み合わせた第1の層100、第2の層200及び多孔の第3の層300は、輪郭基板に転写され、第3の層300の細孔は、細孔に充填される硬化性組成物で充填され、細孔に充填される組成物は硬化する一方、第1の層100は、輪郭基板と共形的に接触する。このように、輪郭を有する第1の(スタンプ)層100を有し、輪郭形状を保つ第3の層300を有するポリオルガノシロキサン系スタンプ500が得られる。

0117

輪郭を有する第1の層100を含むそのようなポリオルガノシロキサン系スタンプ500は、パターン化輪郭面(すなわち基板の輪郭面と共通する表面)に特に有用である。いずれの場合も、第2の層200により、第1の層100では予測通りの高ヤング率を得ながら、第3の層300への接着も、第3の層300の付与に用いられる特定の順序に関係なく可能にし、かつ/又はマスター50から第1の層100を除去することが確実になる。

0118

実験では、4つのスタンプ500を製作し、各スタンプの第1の層100のヤング率を測定した。

0119

各スタンプ500に対し、第1の硬化性組成物を、2つの成分(A+B)ポリオルガノシロキサン硬化系を混合することにより調製した。成分Aは、直鎖状ビニル官能化(7〜8%のビニル含有量)ポリオルガノシロキサン(成分Aのおよそ55重量%)、式3によるQ−分岐状ビニル官能化ポリオルガノシロキサン成分(成分Aのおよそ44重量%)、Pt(0)に複合した式1の化合物を含むPt触媒([Pt]は成分Aのおよそ0.03〜0.06重量%)、及び式1による触媒減速材(成分Aのおよそ2〜4重量%)を含んでいた。成分Bは、成分Aのビニル官能化ポリオルガノシロキサン成分を架橋するための直鎖状水素化物官能化(水素化物の含有量30〜55%)ポリオルガノシロキサン(成分Bのおよそ100重量%)を含んでいた。成分A:成分Bの比は1:0.31であった。

0120

第2の硬化性組成物は、さらなる2つの成分(C+D)ポリオルガノシロキサン硬化系(Dow CorningからのSylgard(登録商標)184)を混合することにより調製した。成分Cは、式6による直鎖状ビニル官能化(7〜8%のビニル含有量)ポリオルガノシロキサン(成分Cのおよそ36重量%)、式5による末端ビニル官能化ポリオルガノシロキサン成分(成分Cのおよそ54重量%)、Pt(0)に複合した式1の化合物を含むPt触媒([Pt]は、成分Cのおよそ0.1〜3重量%)、式1による触媒減速材(成分Cのおよそ2〜4重量%)、及び揮発性希釈剤としてヘキサメチルジシロキサン(成分Cの4.5重量%)を含んでいた。成分Dは、直鎖状水素化物官能化(<30%の水素化物含有量)ポリオルガノシロキサン(成分Dのおよそ32重量%)、及び、成分Cのビニル官能化ポリオルガノシロキサン成分を架橋するためのさらなる直鎖状水素化物官能化(およそ30%の水素化物含有量)ポリオルガノシロキサン(成分Dのおよそ68重量%)を含んでいた。第2の硬化性組成物は、20重量%未満のトリメチルシリル−及びビニルジメチルシリル官能化シリカナノ粒子(10〜100nm直径)を含んでいた。成分C:成分Dの比は、1:0.18であった。

0121

第1の硬化性組成物を、マスター上の転写パターン面中央に付与した。第1の層100を、第1の硬化性組成物のスピンコーティングにより形成した。スピンコーティングは、初めに(5から15秒)高加速度(例えば2000rpm/秒)を用いることにより達成して、パターンの浸漬を確実にした。これに続いて、1000〜2000rpmの速度を5から15秒使用して、第1の層100の5から70μmの均一な厚さを確実にした。

0122

次いで、第1の層100を、30〜50℃にて、第1の層100が濃厚ゲル/軟固体状態に達し、粘着性のままになるまで30秒から30分の間の時間にわたり部分的に硬化した。

0123

次いで、第2の硬化性組成物を、部分的に硬化した第1の層100中央に付与した。第2の層200を、第2の硬化性組成物のスピンコーティングにより形成した。スピンコーティングは、初めに(5から15秒)低加速度(例えば1000rpm/秒)を用い、続いて、60秒にわたり1000〜2000rpmの速度を使用して、第1の層100より薄い第2の層200の均一な厚さを確実にすることにより達成される。60秒より長いスピンは、第2の層200を有意に薄くすると思われないことを観察した。

0124

次いで、第1の層100及び第2の層200を、様々な温度及び時間条件で同時に硬化させた。柔らかいPDMS組成物を含む第3のポリオルガノシロキサン組成物の第3の層300は、次いで、各スタンプの第2の層200に接着させ、第3の層300も硬化させ、その結果第2の層200を硬化した第3の層300に接着させた。第3のポリオルガノシロキサン組成物は、第2の硬化性組成物と同一であった。

0125

各スタンプ500の第1の層100のヤング率は、ピコインデンテーション法を使用して測定し、それにより、押し込み深さは、高ヤング率層の厚さの10%を超えなかった。ピコインデンテーション法によるヤング率の測定に関するさらなる詳細は、Cappellaら、Surface Science Reports 59(2005年)、1〜152頁、及びClevelandら、Reviews in Scientific Instruments 64(2)1993年、403〜405頁で示されている。比較の試験では、ASTMD1415−06(2012)により測定されたヤング率により、これらの例で用いられるピコインデンテーション法に対するものと同一の値が得られることがさらに確認された。結果は、以下の表3で一覧にされている:

0126

この結果から、高ヤング率の第1の層100は、第2の層200と部分的に硬化した第1の層100を同時に硬化することにより得られると指し示される。この結果から、第2の硬化性組成物中の触媒濃度の上昇により、第1の層100のヤング率がさらに上昇し、硬化時間を短縮して、望ましい高ヤング率に達することがさらに確認される。

0127

本発明の態様によるインプリント方法の例示的実施形態は、図2で示されている。ステップ(a)では、受容基板10は、本発明のポリオルガノシロキサン系スタンプ500の一実施形態と共に用意される。ポリオルガノシロキサン系スタンプ500によりインプリントされるインク又はレジスト前駆体層14は、任意の適切な手法で、例えば噴霧コーティング、インクジェットプリント又はネビュラ/ウルトラソニックフォッグ転写コーティングにより、受容基板10に付与される。インク又はレジスト前駆体層14は、任意の適切な材料、例えば有機又は無機レジスト前駆体材料である。そのような材料は、それ自体よく知られており、広く実証されているので、そのような材料の組成のさらなる説明は、単に簡潔にするために省略する。任意の適切な材料は、受容基板10、例えばガラス、適切なポリマー、金属、半導体材料、例えばSi、SiGe、AlGaNに使用される。

0128

ステップ(b)では、インク又はレジスト層14は、ポリオルガノシロキサン系スタンプ500でインプリントされ、続いて転写され、例えば、硬化反応を介して固化して、受容基板10にパターン化されたインク又はレジスト層16を形成し、その後、ステップ(c)でポリオルガノシロキサン系スタンプ500を除去して、パターン化されたインク又はレジスト層16を保有する基板10を含む物品を得る。そのような物品は、微細なパターン(例えばナノスケールサイズのフィーチャーを有する)の正確な転写を補助する第1の層100の高ヤング率のために、受容基板10上のパターンが高品質になるということで利益を得る。

0129

この点において、本発明のインプリント方法は、平面の受容基板のインプリントのみに限定されないことは注目される。非限定的な例では、インプリントされる受容基板10は、図3で示されているように輪郭面を含む。ステップ(a)では、1つ又は複数の輪郭12を含む受容基板10は、本発明のポリオルガノシロキサン系スタンプ500の一実施形態と共に用意される。ポリオルガノシロキサン系スタンプ500によりインプリントされるインク又はレジスト前駆体層14は、輪郭基板10上に、任意の適切な手法で、例えば噴霧コーティング、インクジェットプリント又はネビュラ/ウルトラソニックフォッグ転写コーティングにより付与される。インク又はレジスト前駆体層14は、任意の適切な材料、例えば有機又は無機レジスト前駆体材料である。そのような材料は、それ自体よく知られており、広く実証されているので、そのような材料の組成のこれ以上の説明は、単に簡潔にするために省略する。同様に、輪郭基板10に使用される材料は、特に限定されない。任意の適切な材料は、輪郭受容基板10、例えばガラス、適切なポリマー、金属、半導体材料、例えばSi、SiGe、AlGaNに使用される。図3で示されているインプリントされる輪郭基板10は、スタンプ500を形成するために使用される輪郭マスター50の輪郭(図3で示されていない)に一致し、それにより、パターン化スタンプ500の輪郭面が、輪郭12の境界領域を含む正しい配列で輪郭基板10の形状に適合するのが確実になることは注目される。このようにスタンプ500は、第1の層100と受容基板10との間で、さらに共形的に接触するのを可能にすることで、輪郭受容基板10上のパターンをより忠実に複製する。

0130

三次元構造を製造する方法のさらなる非限定的な例は、図4で示されている。ステップAでは、平坦化層30が受容基板10上に形成される。平坦化層30のパターン化部分20は、硬化性インプリントインク14を使用することにより生成される。パターン20は、充填材料22で充填される、すなわち平坦化される。ステップBでは、硬化性インプリントインク14の次の層は、任意の適切な手法で、例えばスピンコーティング、分注又はドクターブレード法により、ステップAの平坦化層30の上に付与される。

0131

ステップBで堆積した硬化性インプリントインク14は、続いて、ステップCで示されているように、受容基板10に対するスタンプの配列後に、ポリオルガノシロキサン系スタンプ500によりエンボス加工する。ステップCでは、受容基板10に対するスタンプ500のインプリント方位は、第1のパターン化層20を形成するために使用されるインプリント方位に対して90°回転させる。他の方位回転角度も等しく実行可能であることが認識される。

0132

硬化性インプリントインク14は、続いて、ステップDで示されているように、固化部20’を形成するために固化した(高密度化した)。固化した部分20’の形成は、スタンプ500を除去した後に完了する。スタンプ500の除去は、ステップAの平坦化層30上に高密度化部分20’を残す。新たに形成されたパターン化層を、ステップEで示されているように再度平坦化し、その後、ステップB〜Eを繰り返すことにより追加の層を形成する。

0133

パターン化層のパターン化部分の高さは、追加の加工ステップを使用して、例えば反応性イオンエッチングによって低くする。その後充填材料22を除去し、その後、例えば充填材料22を適切な溶媒中で溶解することにより、又は熱分解により、結局、ステップFで示されているような積層構造40を得た。

0134

開示されている実施形態に対する他の変化は、添付の図面、本開示及び特許請求の範囲の研究から、請求した本発明の実践において当業者により理解され、達成できる。特許請求の範囲において、「を含む」という用語は、他の要素又はステップを排除せず、「a」又は「an」という詞は、複数形を排除しない。ある方策が、相互に異なる従属請求項において引用されているということだけで、これらの方策の組合せを使用して利益が得られないことを指し示さない。

0135

特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきではない。

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