ナノインプリント用レジスト及びナノインプリントの方法
【課題】本発明は、ナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法に関する。
【解決手段】本発明のナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤とを含む。また、本発明は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。
【解決手段】本発明のナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤とを含む。また、本発明は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト及び該レジストを利用してナノインプリントを行う方法に関し、特にナノインプリントのレジスト及び該ナノインプリントのレジストを利用してナノインプリントを行う方法にするものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント技術は、所定のポリマーレジストを使用する必要がある。従来技術において、ナノインプリントのレジストは、主に、シリカゲル、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル、ポリスチロールなどがある。
【０００３】
特許文献１は、ポリメタクリル酸メチル樹脂をナノインプリントのレジストとすることが開示されており、シリコン基材にポリメタクリル酸メチル樹脂を塗布して薄膜が形成された後、熱プレス法で前記シリコン基材にナノレベルのパターンを形成する。前記ナノインプリントの方法において、まず、前記ナノインプリントのレジストを加熱し、可塑性変形を生ませる。次に、該ナノインプリントのレジストを冷却し、該ナノインプリントのレジストを冷却する温度をポリメタクリル酸メチル樹脂のガラス転移温度Ｔｇより低くして、固化成型させる。最後に、金型を除去し、ナノレベルのパターンを形成する。しかし、前記ナノインプリントの方法において、ポリメタクリル酸メチル樹脂のガラス転移温度Ｔｇが高いので、前記ナノインプリントのレジストを加熱する温度が高くなる。従って、前記ナノインプリントのレジストの力学の安定性が悪くなり、型との粘着性が強いので、離型することが困難になり、形成されたナノレベルのパターンの解像度が低くなる。従来技術において、前記問題を解決するために、前記ナノインプリントを行う前に、前もって前記型を処理する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国（ＵＳ）特許第５７７２９０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記ナノインプリントを行う前に、前もって前記型を処理することが複雑であるので、前記ナノインプリントの方法が複雑になり、コストが高くなる。従って、前記ナノインプリントの方法は、実際の応用に不便になる。
【０００６】
従って、本発明は、ナノインプリントのレジスト及び該ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤と、を含む。
【０００８】
前記ナノインプリントの方法は、基板の一つ表面に前記ナノインプリントのレジストを塗布して、レジスト層を形成するステップと、一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記レジスト層に転写するステップと、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、を含む。
【０００９】
前記ナノインプリントの方法は、基板を提供し、該基板の一つ表面に、順次に第一犠牲層及び第二犠牲層を形成するステップと、一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、該金型のナノレベルのパターンを有する表面に、前記ナノインプリントのレジストを塗布するステップと、該基板の前記第二犠牲層を、前記金型のナノインプリントのレジストが被覆された表面に接触させ、前記金型及び基板を併せて熱プレスし、該基板にナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンを形成するステップと、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
従来のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法と比べると、本発明のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法は、下記の優れた点がある。第一に、前記ナノインプリントのレジストが超分岐ポリウレタンオリゴマーを含み、低いガラス転移温度Ｔｇを有し、熱プレスを７５℃より小さい温度で行うことができるので、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生し、弾性率が高められ、変形が小さくなる。第二に、前記ナノインプリントのレジストがペルフルオロポリエーテルを含み、該ペルフルオロポリエーテルが低い表面のエネルギーを有する材料であるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後、粘着性が小さい。従って、前記ナノインプリントのレジストと前記基板とが粘着することを防止することができ、離型しやすく、ナノレベルのパターンの完全性及び解像度を高めることができる。第三に、前記メタクリル酸メチル樹脂及び前記有機希釈剤が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストを前記ナノレベルのパターンに十分に充填させ、ナノレベルのパターンの欠点を減少し、ナノレベルのパターンの解像度を高めることができる。第四に、前記ナノインプリントの方法は、熱プレスの温度が低く、前もって前記型を処理する必要はないので、工程が簡単で、コストが減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係るナノインプリントの方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施例１に係るナノインプリントの方法を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係るナノインプリントの方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係るナノインプリントの方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１３】
本発明の実施例は、ナノインプリントのレジストを提供する。前記ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマー（ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｏｌｉｇｏｍｅｒ、ＨＰを略称する）、ペルフルオロポリエーテル（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ、ＰＦＰＥを略称する）、メタクリル酸メチル樹脂（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＭＭＡを略称する）及び有機希釈剤（ｄｉｌｕｅｎｔ ｓｏｌｖｅｎｔ）を含む。
【００１４】
前記ペルフルオロポリエーテルの化学式は、下記のように示されている。
【００１５】
【化１】
【００１６】
前記有機希釈剤は、２-ヒドロキシエチル２−メチルエチレン（２-Ｈｙｄｒｏｘｙ Ｅｔｈｙｌ ２-ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌｅｎｅ）である。前記超分岐ポリウレタンオリゴマーは、トリメリット酸無水物（ｔｒｉｍｅｌｌｉｔｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、エチレン-グリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）及びエポキシアクリル酸（ｅｐｏｘｙ ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ）が共重合し、又は、エチレンメルカプタン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｍｅｒｃａｐｔａｎ）及びエポキシアクリル酸が開環共重合して、形成されたものである。
【００１７】
本実施例において、前記超分岐ポリウレタンオリゴマーの化学の構造は、下記のように示されている。
【００１８】
【化２】
【００１９】
前記ナノインプリントのレジストにおいて、前記超分岐ポリウレタンオリゴマーの重量パーセンテージは、５０％〜６０％であり、前記ペルフルオロポリエーテルの重量パーセンテージは、３％〜５％であり、前記メタクリル酸メチル樹脂の重量パーセンテージは、５％〜１０％であり、前記有機希釈剤の重量パーセンテージは、２５％〜３５％である。
【００２０】
前記ナノインプリントのレジストにおいて、前記ペルフルオロポリエーテルの酸素の官能基が低い表面エネルギーを有し、前記メタクリル酸メチル樹脂が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後の変形が小さい。従って、離型する過程において、前記ナノインプリントのレジストと前記型とが粘着することを防止し、前記ナノインプリントのレジストを前記型から分離することを容易にさせ、ナノレベルの解像度を高めることができる。前記超分岐ポリウレタンオリゴマーが低いガラス転移温度Ｔｇ（１５℃〜４５℃）を有するので、前記ナノインプリントの方法を利用して、ナノレベルのパターンを形成する場合、熱プレスの温度が低い。前記熱プレスの温度が７５℃より小さい時、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生することができる。従って、前記ナノインプリントのレジストが高い弾性率、低い熱膨張率を有するので、ナノパターンを形成しやすい。
【００２１】
前記ナノインプリントのレジストは、下記の方法で製作することができる。
【００２２】
重量パーセンテージが５０％〜６０％である超分岐ポリウレタンオリゴマー、重量パーセンテージが３％〜５％であるペルフルオロポリエーテル、重量パーセンテージが５％〜１０％であるメタクリル酸メチル樹脂、重量パーセンテージが２５％〜３５％である有機希釈剤を混合し、１〜３時間に放置して、液体状態であるポリマー混合物を形成する。濾過装置で前記液体状態であるポリマー混合物を濾過させて、前記液体状態であるポリマー混合物における不純物を除去して、ナノインプリントのレジストを形成する。
【００２３】
更に、前記ナノインプリントのレジストに、重量パーセンテージが５％〜１０％であるポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｌｓｉｌｏｘａｎｅｓ、ＰＤＭＳを略称する）を添加することができる。前記ポリジメチルシロキサンは基材との接着性が強いので、前記ポリジメチルシロキサンを添加することにより、前記ナノインプリントのレジストと前記基材との接着性を高めることができる。更に、前記ナノインプリントのレジストに、重量パーセンテージが０．１％〜２％である開始剤を添加することができる。これにより、光又は熱によって、前期ナノインプリントのレジストを固化できる。
【００２４】
（実施例１）
図１及び図２を参照すると、本実施例は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。前記ナノインプリントの方法は、下記のステップを含む。
【００２５】
ステップＳ１０１では、基板１０を提供し、該基板１０の一つ表面にレジスト層１３０を形成する。
【００２６】
まず、前記基板１０の一つ表面に、第一犠牲層１１０を形成する。
【００２７】
基板１０を洗浄し、該基板１０の一つ表面にポリマー材料層を形成する。該ポリマー材料層を加熱し、第一犠牲層１１０を形成する。前記基板１０の材料は、ガラス、シリコン、酸化珪素、ＩＴＯガラスなどの硬い材料、又はＰＳＰ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴなどの柔らかい材料である。前記第一犠牲層１１０の材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡを略称する）、エポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）、不飽和ポリエステル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｒｅｓｉｎｓ）、シリコンエステル樹脂（ｓｉｌｉｃｏｎ ｅｔｈｅｒ ｒｅｓｉｎ）などのいずれか一種の熱硬化性樹脂である。前記ポリマー材料層を形成する方法は、シルクスクリーンの印刷法又は回転塗布法である。
【００２８】
本実施例において、前記基板１０の材料は、シリコンである。前記基板１０を洗浄した後、前記基板１０を回転させながら、該基板１０の一つ表面にポリマー材料のポリメタクリル酸メチル樹脂を塗布する。前記基板１０を回転させる速度が５４００回転／分〜７０００回転／分であり、回転時間が０．５分〜１．５分間である。その後、ポリマー材料のポリメタクリル酸メチル樹脂が塗布された前記基板１０を１４０℃〜１８０℃で３分〜５分間乾燥させる。
【００２９】
次に、前記第一犠牲層１１０を被覆するように、第二犠牲層１２０を形成する。
【００３０】
前記第二犠牲層１２０は、例えばクロム又はアルミニウムなどの金属からなり、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法又は化学気相堆積法によって、前記第一犠牲層１１０に形成される。
【００３１】
本実施例において、前記第二犠牲層１２０は、電子ビーム蒸着法で、前記第一犠牲層１１０に形成された、厚さが３０ナノメートル〜５０ナノメートルであるアルミニウムフィルムである。前記電子ビーム蒸着の速度は、０．３オングストローム／分〜０．６オングストローム／分である。
【００３２】
最後、前記第二犠牲層１２０を被覆するように、レジスト層１３０を形成する。
【００３３】
前記レジスト層１３０の材料は、前記ナノインプリントのレジストである。該ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマー、ペルフルオロポリエーテル、メタクリル酸メチル樹脂及び有機希釈剤を含む。前記レジスト層１３０は、シルクスクリーンの印刷法又は回転塗布法によって形成することができる。具体的には、まず、回転塗布法で、前記第二犠牲層１２０に前記ナノインプリントのレジストを形成する。前記回転塗布する回転速度が５４００回転／分〜７０００回転／分であり、回転時間が０．５分〜２分間である。次に、ナノインプリントのレジストが回転塗布された前記基板１０を１００℃〜１２０℃で２分〜４分間乾燥し、ナノインプリントのレジスト層１３０を形成する。該ナノインプリントのレジスト層１３０の厚さは１００ナノメートル〜３００ナノメートルである。
【００３４】
前記ナノインプリントの方法において、前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を形成するステップを省略し、前記基板１０の一つ表面にナノインプリントのレジスト層１３０を直接形成することができる。
【００３５】
ステップＳ１０２では、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型２０を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記該ナノインプリントのレジスト層１３０に転写する。
【００３６】
まず、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型２０を提供する。
【００３７】
前記金型２０の材料は、シリコン、酸化珪素などの硬い材料、又はＰＳ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴなどの柔らかい材料である。本実施例において、前記金型２０の材料は、酸化珪素である。前記金型２０の一つ表面に複数の第一凸部２４及び複数の第一凹部２６からなるナノレベルのパターンを有する。
【００３８】
次に、前記金型２０のナノレベルのナノパターンが形成された表面と前記レジスト層１３０とを接触させ、前記金型２０及び前記基板１０を熱プレスした後、該基板１０を前記金型２０から分離する。
【００３９】
前記金型２０で前記基板１０に圧力を印加し、該基板１０を加熱することによって、前記金型２０のナノレベルのパターンを前記基板１０のナノインプリントのレジスト層１３０に転写する。具体的には、前記金型２０及び前記基板１０をそれぞれ、熱プレス装置（図示せず）に取り付け、前記金型２０のナノレベルのパターンが形成された表面と、前記基板１０に形成されたレジスト層１３０と、を接触させる。前記熱プレス装置の中の真空度を５．０Ｅ-０３ミリバール（ｍｂａｒ）に制御する。前記基板１０及び前記金型２０を前記ナノインプリントのレジストのガラス転移温度Ｔｇ以上（例えば、４５℃〜７５℃）まで加熱させることにより、該ナノインプリントのレジスト層１３０におけるレジストが優れた流動性を有させる。前記金型２０に１２ボンド／平方インチ（Ｐｓｉ）〜１５ボンド／平方インチの圧力を印加し、５分〜１０分間保持し、該金型２０の第一凸部２４を前記基板１０のナノインプリントのレジスト層１３０の中に圧入し、該ナノインプリントのレジスト層１３０におけるレジストを前記金型２０のナノレベルのパターンの複数の第一凹部２６に充填させる。その後、前記金型２０に３５ボンド／平方インチ〜６０ボンド／平方インチの圧力を印加して、温度を前記レジストのガラス転移温度Ｔｇまでに下げて、５分〜１０分間保持する。その後、前記温度を２５℃〜５０℃までに下げて、前記基板１０を前記金型２０から分離する。これにより、該基板１０のナノレベルのパターンが前記ナノインプリントのレジスト層１３０に転写される。前記ナノインプリントのレジスト層１３０に転写されたナノレベルのパターンは、複数の第二凹部１６及び複数の第二凸部１４を含む。
【００４０】
ステップＳ１０３では、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板１０を加工し、該基板１０の前記表面に前記ナノレベルのパターンを形成する。
【００４１】
まず、前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去し、該第二凹部１６の底部に位置された前記第二犠牲層１２０を露出させる。
【００４２】
プラズマエッチング法で前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去する。
【００４３】
本実施例において、酸素プラズマで前記第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去する。具体的には、前記ナノレベルのパターンが形成された基板１０をマイクロ波プラズマ装置（図示せず）に置く。該マイクロ波プラズマ装置は、酸素プラズマを放出ことができる。前記酸素プラズマは、前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストをエッチングする。前記マイクロ波プラズマ装置の仕事率は、４０ワット〜６０ワットであり、酸素プラズマを導入する速度が４０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ−ｓｔａｔｅ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）であり、気圧が２パスカルであり、エッチングする時間は５秒〜１５秒である。前記方法によって、前記第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去し、前記第二犠牲層１２０を露出させる。
【００４４】
次に、前記第二凹部１６の底部に設置された第二犠牲層１２０を除去し、前記第一犠牲層１１０を露出させる。
【００４５】
前記第二犠牲層１２０の材料によって、ウェットエッチング法又はドライエッチング法を採用することができる。
【００４６】
前記第二犠牲層１２０の材料がアルミニウムである場合、ドライエッチング法を採用する。具体的には、前記第二凹部１６の底部に前記第二犠牲層１２０が露出した基板１０を、誘導結合プラズマ装置（図示せず）に置く。前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０にナノインプリントのレジストが被覆されないので、酸素と塩素をエッチングガスとして、前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０をエッチングし、前記第一犠牲層１１０を露出させることができる。本実施例において、前記誘導結合プラズマ装置の仕事率は５０ワットであり、塩素を導入する速度が２４ｓｃｃｍであり、気圧が２パスカル〜１０パスカルであり、エッチングする時間が４０秒〜５０秒である。
【００４７】
前記第二犠牲層１２０の材料がクロムである場合、ウェットエッチング法を採用する。具体的には、濃度が０．０６モル／リットル〜０．２５モル／リットルであるクロムエッチング液のＫ３[Ｆｅ（ＣＮ）６]を提供する。前記基板１０を前記クロムエッチング液の中に置き、４分〜１５分間浸漬する。前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０がナノインプリントのレジストに被覆されないので、前記クロムエッチング液の作用で、前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０が除去され、前記第一犠牲層１１０を露出させる。
【００４８】
その後、前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０を除去し、基板１０を露出させる。
【００４９】
酸素プラズマ装置で前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０を除去し、基板１０を露出させることができる。該酸素プラズマ装置の仕事率が４０ワット〜６０ワットであり、該酸素プラズマを導入する速度が４０ｓｃｃｍであり、気圧が２パスカル〜１０パスカルであり、エッチングする時間が３０秒〜５０秒である。前記方法によって、前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０が除去され、基板１０を露出させる。
【００５０】
最後に、前記第二凹部１６の底部の一部の基板１０をエッチングし、有機溶剤で残された前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を除去し、ナノレベルのパターンを有する基板１００を形成する。
【００５１】
まず、前記基板１０を誘導結合プラズマ装置に置いて、四塩化ケイ素と塩素をエッチングガスとして、前記基板１０をエッチングする。前記第二凹部１６の底部の基板１０に前記第一犠牲層１１０が被覆されないので、前記第二凹部１６の底部の一部の基板１０が除去される。次に、アセトンで前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を除去し、ナノレベルのパターンを有する基板１００を形成する。本実施例において、該感応カップリングのプラズマ装置の仕事率は５０ワットであり、塩素を導入する速度が２０ｓｃｃｍ〜６０ｓｃｃｍであり、四塩化ケイ素を導入する速度は２０ｓｃｃｍ〜６０ｓｃｃｍであり、気圧が４パスカル〜１５パスカルである。
【００５２】
（実施例２）
図３及び図４を参照すると、本実施例は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。前記ナノインプリントの方法は、下記のステップを含む。
【００５３】
ステップ２０１では、基板３０を提供し、該基板３０に、順次に第一犠牲層３１０及び第二犠牲層３２０を形成する。
【００５４】
本実施例において、前記基板３０の材料は、前記実施例１における基板１０の材料と同じである。前記第一犠牲層３１０及び第二犠牲層３２０の製造方法、構造、材料及び位置は、前記実施例１における第一犠牲層１１０及び第二犠牲層１２０の製造方法、構造、材料及び位置と同じである。
【００５５】
ステップ２０２では、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型６０を提供し、該金型６０のナノレベルのパターンを有する表面にナノインプリントのレジスト３３０を設置する。
【００５６】
本実施例において、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型６０は、前記実施例１における金型２０と、同じである。前記金型６０は、複数の第一凹部６６及び複数の第一凸部６４を含む。前記ナノインプリントのレジスト３３０は、前記実施例１におけるナノインプリントのレジストと、同じである。具体的には、ナノインプリントのレジスト３３０を、前記金型６０のナノレベルのパターンを有する表面に滴下し、真空雰囲気の下に１時間〜２時間放置する。
【００５７】
ステップ２０３では、前記基板３０の前記第二犠牲層３２０を、前記金型６０のナノインプリントのレジスト３３０が被覆された表面に接触させ、前記基板３０及び前記金型６０を併せて熱プレスした後、離型して該基板３０の第二犠牲層３２０に前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンを形成する。
【００５８】
具体的には、前記基板３０と前記金型６０とを合わせて、該基板３０の前記第二犠牲層３２０を、前記金型６０のナノインプリントのレジスト３３０が被覆された表面に接触させる。前記基板３０が被覆された金型６０を熱プレス装置に置き、前記熱プレス装置の真空度を５．０Ｅ-０３ミリバールに制御する。前記基板３０及び前記金型６０を前記ナノインプリントのレジスト３３０のガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱し、該ナノインプリントのレジストに優れた流動性を有させる。前記金型６０に１２ボンド／平方インチ〜１５ボンド／平方インチの圧力を印加し、５分〜１０分間保持し、前記ナノインプリントのレジスト３３０を前記金型６０のナノレベルのパターンの第一凹部６６の中に充填させ、前記基板３０の第二犠牲層３２０の表面に接着させる。その後、前記金型６０に３５ボンド／平方インチ〜６０ボンド／平方インチの圧力を印加し、温度を前記ナノインプリントのレジスト３３０のガラス転移温度Ｔｇに下げて、５分〜１０分間保持し、前記温度が２５℃〜５０℃に下がると、前記基板３０を前記金型６０から分離させ、該基板３０の第二犠牲層３２０に前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンを形成させる。前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンは、複数の第二凹部３６及び複数の第二凸部３４を含む。
【００５９】
ステップ２０４では、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板３０を加工して、該基板３０の前記表面にナノレベルのパターンを形成する。
【００６０】
まず、ナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンの第二凹部３６の底部に残されたナノインプリントのレジスト３３０を除去し、該第二凹部３６の底部に位置された前記第二犠牲層３２０を露出させる。次に、前記第二凹部３６の底部に位置された前記第二犠牲層３２０を除去し、前記第一犠牲層３１０を露出させる。その後、前記第二凹部３６の底部に位置された前記第一犠牲層３１０を除去し、前記基板３０を露出させる。最後、前記第二凹部３６の底部に位置された一部の基板３０を除去し、残された前記第一犠牲層３１０及び前記第二犠牲層３２０を有機溶剤で除去し、ナノレベルのパターンを有する基板３００を形成する。
【００６１】
本実施例において、前記ナノレベルのパターンを前記基板３０の表面に転写し、該基板３０の表面にナノレベルのパターンをエッチングする方法は、前記実施例１における方法と同じである。
【００６２】
本発明の実施例のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法は、下記の優れた点がある。第一に、前記ナノインプリントのレジストが超分岐ポリウレタンオリゴマーを含み、低いガラス転移温度Ｔｇを有し、熱プレスを７５℃より小さい温度で行うことができるので、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生し、弾性率が高められ、変形が小さくなる。第二に、前記ナノインプリントのレジストがペルフルオロポリエーテルを含み、該ペルフルオロポリエーテルが低い表面のエネルギーを有する材料であるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後、粘着性が小さい。従って、前記ナノインプリントのレジストと前記基板とが粘着することを防止することができ、離型しやすく、ナノレベルのパターンの完全性及び解像度を高めることができる。第三に、前記メタクリル酸メチル樹脂及び前記有機希釈剤が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストを前記ナノレベルのパターンに十分に充填させ、ナノレベルのパターンの欠点を減少し、ナノレベルのパターンの解像度を高めることができる。第四に、前記ナノインプリントの方法は、熱プレスの温度が低く、前もって前記型を処理する必要はないので、工程が簡単で、コストが減少する。
【符号の説明】
【００６３】
１０、３０ 基板
２０、６０ 金型
２４、６４ 第一凸部
２６、６６ 第一凹槽
１１０、３１０ 第一犠牲層
１２０、３２０ 第二犠牲層
１３０ レジスト層
３３０ レジスト
１４、３４ 第二凸部
１６、３６ 第二凹部
１００、３００ ナノレベルのパターンを有する基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト及び該レジストを利用してナノインプリントを行う方法に関し、特にナノインプリントのレジスト及び該ナノインプリントのレジストを利用してナノインプリントを行う方法にするものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリント技術は、所定のポリマーレジストを使用する必要がある。従来技術において、ナノインプリントのレジストは、主に、シリカゲル、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル、ポリスチロールなどがある。
【０００３】
特許文献１は、ポリメタクリル酸メチル樹脂をナノインプリントのレジストとすることが開示されており、シリコン基材にポリメタクリル酸メチル樹脂を塗布して薄膜が形成された後、熱プレス法で前記シリコン基材にナノレベルのパターンを形成する。前記ナノインプリントの方法において、まず、前記ナノインプリントのレジストを加熱し、可塑性変形を生ませる。次に、該ナノインプリントのレジストを冷却し、該ナノインプリントのレジストを冷却する温度をポリメタクリル酸メチル樹脂のガラス転移温度Ｔｇより低くして、固化成型させる。最後に、金型を除去し、ナノレベルのパターンを形成する。しかし、前記ナノインプリントの方法において、ポリメタクリル酸メチル樹脂のガラス転移温度Ｔｇが高いので、前記ナノインプリントのレジストを加熱する温度が高くなる。従って、前記ナノインプリントのレジストの力学の安定性が悪くなり、型との粘着性が強いので、離型することが困難になり、形成されたナノレベルのパターンの解像度が低くなる。従来技術において、前記問題を解決するために、前記ナノインプリントを行う前に、前もって前記型を処理する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国（ＵＳ）特許第５７７２９０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記ナノインプリントを行う前に、前もって前記型を処理することが複雑であるので、前記ナノインプリントの方法が複雑になり、コストが高くなる。従って、前記ナノインプリントの方法は、実際の応用に不便になる。
【０００６】
従って、本発明は、ナノインプリントのレジスト及び該ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤と、を含む。
【０００８】
前記ナノインプリントの方法は、基板の一つ表面に前記ナノインプリントのレジストを塗布して、レジスト層を形成するステップと、一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記レジスト層に転写するステップと、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、を含む。
【０００９】
前記ナノインプリントの方法は、基板を提供し、該基板の一つ表面に、順次に第一犠牲層及び第二犠牲層を形成するステップと、一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、該金型のナノレベルのパターンを有する表面に、前記ナノインプリントのレジストを塗布するステップと、該基板の前記第二犠牲層を、前記金型のナノインプリントのレジストが被覆された表面に接触させ、前記金型及び基板を併せて熱プレスし、該基板にナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンを形成するステップと、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
従来のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法と比べると、本発明のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法は、下記の優れた点がある。第一に、前記ナノインプリントのレジストが超分岐ポリウレタンオリゴマーを含み、低いガラス転移温度Ｔｇを有し、熱プレスを７５℃より小さい温度で行うことができるので、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生し、弾性率が高められ、変形が小さくなる。第二に、前記ナノインプリントのレジストがペルフルオロポリエーテルを含み、該ペルフルオロポリエーテルが低い表面のエネルギーを有する材料であるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後、粘着性が小さい。従って、前記ナノインプリントのレジストと前記基板とが粘着することを防止することができ、離型しやすく、ナノレベルのパターンの完全性及び解像度を高めることができる。第三に、前記メタクリル酸メチル樹脂及び前記有機希釈剤が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストを前記ナノレベルのパターンに十分に充填させ、ナノレベルのパターンの欠点を減少し、ナノレベルのパターンの解像度を高めることができる。第四に、前記ナノインプリントの方法は、熱プレスの温度が低く、前もって前記型を処理する必要はないので、工程が簡単で、コストが減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係るナノインプリントの方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施例１に係るナノインプリントの方法を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係るナノインプリントの方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係るナノインプリントの方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１３】
本発明の実施例は、ナノインプリントのレジストを提供する。前記ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマー（ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｏｌｉｇｏｍｅｒ、ＨＰを略称する）、ペルフルオロポリエーテル（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ、ＰＦＰＥを略称する）、メタクリル酸メチル樹脂（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＭＭＡを略称する）及び有機希釈剤（ｄｉｌｕｅｎｔ ｓｏｌｖｅｎｔ）を含む。
【００１４】
前記ペルフルオロポリエーテルの化学式は、下記のように示されている。
【００１５】
【化１】
【００１６】
前記有機希釈剤は、２-ヒドロキシエチル２−メチルエチレン（２-Ｈｙｄｒｏｘｙ Ｅｔｈｙｌ ２-ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌｅｎｅ）である。前記超分岐ポリウレタンオリゴマーは、トリメリット酸無水物（ｔｒｉｍｅｌｌｉｔｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、エチレン-グリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）及びエポキシアクリル酸（ｅｐｏｘｙ ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ）が共重合し、又は、エチレンメルカプタン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｍｅｒｃａｐｔａｎ）及びエポキシアクリル酸が開環共重合して、形成されたものである。
【００１７】
本実施例において、前記超分岐ポリウレタンオリゴマーの化学の構造は、下記のように示されている。
【００１８】
【化２】
【００１９】
前記ナノインプリントのレジストにおいて、前記超分岐ポリウレタンオリゴマーの重量パーセンテージは、５０％〜６０％であり、前記ペルフルオロポリエーテルの重量パーセンテージは、３％〜５％であり、前記メタクリル酸メチル樹脂の重量パーセンテージは、５％〜１０％であり、前記有機希釈剤の重量パーセンテージは、２５％〜３５％である。
【００２０】
前記ナノインプリントのレジストにおいて、前記ペルフルオロポリエーテルの酸素の官能基が低い表面エネルギーを有し、前記メタクリル酸メチル樹脂が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後の変形が小さい。従って、離型する過程において、前記ナノインプリントのレジストと前記型とが粘着することを防止し、前記ナノインプリントのレジストを前記型から分離することを容易にさせ、ナノレベルの解像度を高めることができる。前記超分岐ポリウレタンオリゴマーが低いガラス転移温度Ｔｇ（１５℃〜４５℃）を有するので、前記ナノインプリントの方法を利用して、ナノレベルのパターンを形成する場合、熱プレスの温度が低い。前記熱プレスの温度が７５℃より小さい時、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生することができる。従って、前記ナノインプリントのレジストが高い弾性率、低い熱膨張率を有するので、ナノパターンを形成しやすい。
【００２１】
前記ナノインプリントのレジストは、下記の方法で製作することができる。
【００２２】
重量パーセンテージが５０％〜６０％である超分岐ポリウレタンオリゴマー、重量パーセンテージが３％〜５％であるペルフルオロポリエーテル、重量パーセンテージが５％〜１０％であるメタクリル酸メチル樹脂、重量パーセンテージが２５％〜３５％である有機希釈剤を混合し、１〜３時間に放置して、液体状態であるポリマー混合物を形成する。濾過装置で前記液体状態であるポリマー混合物を濾過させて、前記液体状態であるポリマー混合物における不純物を除去して、ナノインプリントのレジストを形成する。
【００２３】
更に、前記ナノインプリントのレジストに、重量パーセンテージが５％〜１０％であるポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｌｓｉｌｏｘａｎｅｓ、ＰＤＭＳを略称する）を添加することができる。前記ポリジメチルシロキサンは基材との接着性が強いので、前記ポリジメチルシロキサンを添加することにより、前記ナノインプリントのレジストと前記基材との接着性を高めることができる。更に、前記ナノインプリントのレジストに、重量パーセンテージが０．１％〜２％である開始剤を添加することができる。これにより、光又は熱によって、前期ナノインプリントのレジストを固化できる。
【００２４】
（実施例１）
図１及び図２を参照すると、本実施例は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。前記ナノインプリントの方法は、下記のステップを含む。
【００２５】
ステップＳ１０１では、基板１０を提供し、該基板１０の一つ表面にレジスト層１３０を形成する。
【００２６】
まず、前記基板１０の一つ表面に、第一犠牲層１１０を形成する。
【００２７】
基板１０を洗浄し、該基板１０の一つ表面にポリマー材料層を形成する。該ポリマー材料層を加熱し、第一犠牲層１１０を形成する。前記基板１０の材料は、ガラス、シリコン、酸化珪素、ＩＴＯガラスなどの硬い材料、又はＰＳＰ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴなどの柔らかい材料である。前記第一犠牲層１１０の材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡを略称する）、エポキシ樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）、不飽和ポリエステル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｒｅｓｉｎｓ）、シリコンエステル樹脂（ｓｉｌｉｃｏｎ ｅｔｈｅｒ ｒｅｓｉｎ）などのいずれか一種の熱硬化性樹脂である。前記ポリマー材料層を形成する方法は、シルクスクリーンの印刷法又は回転塗布法である。
【００２８】
本実施例において、前記基板１０の材料は、シリコンである。前記基板１０を洗浄した後、前記基板１０を回転させながら、該基板１０の一つ表面にポリマー材料のポリメタクリル酸メチル樹脂を塗布する。前記基板１０を回転させる速度が５４００回転／分〜７０００回転／分であり、回転時間が０．５分〜１．５分間である。その後、ポリマー材料のポリメタクリル酸メチル樹脂が塗布された前記基板１０を１４０℃〜１８０℃で３分〜５分間乾燥させる。
【００２９】
次に、前記第一犠牲層１１０を被覆するように、第二犠牲層１２０を形成する。
【００３０】
前記第二犠牲層１２０は、例えばクロム又はアルミニウムなどの金属からなり、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法又は化学気相堆積法によって、前記第一犠牲層１１０に形成される。
【００３１】
本実施例において、前記第二犠牲層１２０は、電子ビーム蒸着法で、前記第一犠牲層１１０に形成された、厚さが３０ナノメートル〜５０ナノメートルであるアルミニウムフィルムである。前記電子ビーム蒸着の速度は、０．３オングストローム／分〜０．６オングストローム／分である。
【００３２】
最後、前記第二犠牲層１２０を被覆するように、レジスト層１３０を形成する。
【００３３】
前記レジスト層１３０の材料は、前記ナノインプリントのレジストである。該ナノインプリントのレジストは、超分岐ポリウレタンオリゴマー、ペルフルオロポリエーテル、メタクリル酸メチル樹脂及び有機希釈剤を含む。前記レジスト層１３０は、シルクスクリーンの印刷法又は回転塗布法によって形成することができる。具体的には、まず、回転塗布法で、前記第二犠牲層１２０に前記ナノインプリントのレジストを形成する。前記回転塗布する回転速度が５４００回転／分〜７０００回転／分であり、回転時間が０．５分〜２分間である。次に、ナノインプリントのレジストが回転塗布された前記基板１０を１００℃〜１２０℃で２分〜４分間乾燥し、ナノインプリントのレジスト層１３０を形成する。該ナノインプリントのレジスト層１３０の厚さは１００ナノメートル〜３００ナノメートルである。
【００３４】
前記ナノインプリントの方法において、前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を形成するステップを省略し、前記基板１０の一つ表面にナノインプリントのレジスト層１３０を直接形成することができる。
【００３５】
ステップＳ１０２では、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型２０を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記該ナノインプリントのレジスト層１３０に転写する。
【００３６】
まず、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型２０を提供する。
【００３７】
前記金型２０の材料は、シリコン、酸化珪素などの硬い材料、又はＰＳ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴなどの柔らかい材料である。本実施例において、前記金型２０の材料は、酸化珪素である。前記金型２０の一つ表面に複数の第一凸部２４及び複数の第一凹部２６からなるナノレベルのパターンを有する。
【００３８】
次に、前記金型２０のナノレベルのナノパターンが形成された表面と前記レジスト層１３０とを接触させ、前記金型２０及び前記基板１０を熱プレスした後、該基板１０を前記金型２０から分離する。
【００３９】
前記金型２０で前記基板１０に圧力を印加し、該基板１０を加熱することによって、前記金型２０のナノレベルのパターンを前記基板１０のナノインプリントのレジスト層１３０に転写する。具体的には、前記金型２０及び前記基板１０をそれぞれ、熱プレス装置（図示せず）に取り付け、前記金型２０のナノレベルのパターンが形成された表面と、前記基板１０に形成されたレジスト層１３０と、を接触させる。前記熱プレス装置の中の真空度を５．０Ｅ-０３ミリバール（ｍｂａｒ）に制御する。前記基板１０及び前記金型２０を前記ナノインプリントのレジストのガラス転移温度Ｔｇ以上（例えば、４５℃〜７５℃）まで加熱させることにより、該ナノインプリントのレジスト層１３０におけるレジストが優れた流動性を有させる。前記金型２０に１２ボンド／平方インチ（Ｐｓｉ）〜１５ボンド／平方インチの圧力を印加し、５分〜１０分間保持し、該金型２０の第一凸部２４を前記基板１０のナノインプリントのレジスト層１３０の中に圧入し、該ナノインプリントのレジスト層１３０におけるレジストを前記金型２０のナノレベルのパターンの複数の第一凹部２６に充填させる。その後、前記金型２０に３５ボンド／平方インチ〜６０ボンド／平方インチの圧力を印加して、温度を前記レジストのガラス転移温度Ｔｇまでに下げて、５分〜１０分間保持する。その後、前記温度を２５℃〜５０℃までに下げて、前記基板１０を前記金型２０から分離する。これにより、該基板１０のナノレベルのパターンが前記ナノインプリントのレジスト層１３０に転写される。前記ナノインプリントのレジスト層１３０に転写されたナノレベルのパターンは、複数の第二凹部１６及び複数の第二凸部１４を含む。
【００４０】
ステップＳ１０３では、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板１０を加工し、該基板１０の前記表面に前記ナノレベルのパターンを形成する。
【００４１】
まず、前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去し、該第二凹部１６の底部に位置された前記第二犠牲層１２０を露出させる。
【００４２】
プラズマエッチング法で前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去する。
【００４３】
本実施例において、酸素プラズマで前記第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去する。具体的には、前記ナノレベルのパターンが形成された基板１０をマイクロ波プラズマ装置（図示せず）に置く。該マイクロ波プラズマ装置は、酸素プラズマを放出ことができる。前記酸素プラズマは、前記ナノレベルのパターンの第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストをエッチングする。前記マイクロ波プラズマ装置の仕事率は、４０ワット〜６０ワットであり、酸素プラズマを導入する速度が４０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ−ｓｔａｔｅ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）であり、気圧が２パスカルであり、エッチングする時間は５秒〜１５秒である。前記方法によって、前記第二凹部１６の底部に残されたナノインプリントのレジストを除去し、前記第二犠牲層１２０を露出させる。
【００４４】
次に、前記第二凹部１６の底部に設置された第二犠牲層１２０を除去し、前記第一犠牲層１１０を露出させる。
【００４５】
前記第二犠牲層１２０の材料によって、ウェットエッチング法又はドライエッチング法を採用することができる。
【００４６】
前記第二犠牲層１２０の材料がアルミニウムである場合、ドライエッチング法を採用する。具体的には、前記第二凹部１６の底部に前記第二犠牲層１２０が露出した基板１０を、誘導結合プラズマ装置（図示せず）に置く。前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０にナノインプリントのレジストが被覆されないので、酸素と塩素をエッチングガスとして、前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０をエッチングし、前記第一犠牲層１１０を露出させることができる。本実施例において、前記誘導結合プラズマ装置の仕事率は５０ワットであり、塩素を導入する速度が２４ｓｃｃｍであり、気圧が２パスカル〜１０パスカルであり、エッチングする時間が４０秒〜５０秒である。
【００４７】
前記第二犠牲層１２０の材料がクロムである場合、ウェットエッチング法を採用する。具体的には、濃度が０．０６モル／リットル〜０．２５モル／リットルであるクロムエッチング液のＫ３[Ｆｅ（ＣＮ）６]を提供する。前記基板１０を前記クロムエッチング液の中に置き、４分〜１５分間浸漬する。前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０がナノインプリントのレジストに被覆されないので、前記クロムエッチング液の作用で、前記第二凹部１６の底部に設置された前記第二犠牲層１２０が除去され、前記第一犠牲層１１０を露出させる。
【００４８】
その後、前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０を除去し、基板１０を露出させる。
【００４９】
酸素プラズマ装置で前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０を除去し、基板１０を露出させることができる。該酸素プラズマ装置の仕事率が４０ワット〜６０ワットであり、該酸素プラズマを導入する速度が４０ｓｃｃｍであり、気圧が２パスカル〜１０パスカルであり、エッチングする時間が３０秒〜５０秒である。前記方法によって、前記第二凹部１６の底部に設置された第一犠牲層１１０が除去され、基板１０を露出させる。
【００５０】
最後に、前記第二凹部１６の底部の一部の基板１０をエッチングし、有機溶剤で残された前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を除去し、ナノレベルのパターンを有する基板１００を形成する。
【００５１】
まず、前記基板１０を誘導結合プラズマ装置に置いて、四塩化ケイ素と塩素をエッチングガスとして、前記基板１０をエッチングする。前記第二凹部１６の底部の基板１０に前記第一犠牲層１１０が被覆されないので、前記第二凹部１６の底部の一部の基板１０が除去される。次に、アセトンで前記第一犠牲層１１０及び前記第二犠牲層１２０を除去し、ナノレベルのパターンを有する基板１００を形成する。本実施例において、該感応カップリングのプラズマ装置の仕事率は５０ワットであり、塩素を導入する速度が２０ｓｃｃｍ〜６０ｓｃｃｍであり、四塩化ケイ素を導入する速度は２０ｓｃｃｍ〜６０ｓｃｃｍであり、気圧が４パスカル〜１５パスカルである。
【００５２】
（実施例２）
図３及び図４を参照すると、本実施例は、前記ナノインプリントのレジストを利用して、ナノインプリントを行う方法を提供する。前記ナノインプリントの方法は、下記のステップを含む。
【００５３】
ステップ２０１では、基板３０を提供し、該基板３０に、順次に第一犠牲層３１０及び第二犠牲層３２０を形成する。
【００５４】
本実施例において、前記基板３０の材料は、前記実施例１における基板１０の材料と同じである。前記第一犠牲層３１０及び第二犠牲層３２０の製造方法、構造、材料及び位置は、前記実施例１における第一犠牲層１１０及び第二犠牲層１２０の製造方法、構造、材料及び位置と同じである。
【００５５】
ステップ２０２では、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型６０を提供し、該金型６０のナノレベルのパターンを有する表面にナノインプリントのレジスト３３０を設置する。
【００５６】
本実施例において、一つ表面にナノレベルのパターンを有する金型６０は、前記実施例１における金型２０と、同じである。前記金型６０は、複数の第一凹部６６及び複数の第一凸部６４を含む。前記ナノインプリントのレジスト３３０は、前記実施例１におけるナノインプリントのレジストと、同じである。具体的には、ナノインプリントのレジスト３３０を、前記金型６０のナノレベルのパターンを有する表面に滴下し、真空雰囲気の下に１時間〜２時間放置する。
【００５７】
ステップ２０３では、前記基板３０の前記第二犠牲層３２０を、前記金型６０のナノインプリントのレジスト３３０が被覆された表面に接触させ、前記基板３０及び前記金型６０を併せて熱プレスした後、離型して該基板３０の第二犠牲層３２０に前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンを形成する。
【００５８】
具体的には、前記基板３０と前記金型６０とを合わせて、該基板３０の前記第二犠牲層３２０を、前記金型６０のナノインプリントのレジスト３３０が被覆された表面に接触させる。前記基板３０が被覆された金型６０を熱プレス装置に置き、前記熱プレス装置の真空度を５．０Ｅ-０３ミリバールに制御する。前記基板３０及び前記金型６０を前記ナノインプリントのレジスト３３０のガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱し、該ナノインプリントのレジストに優れた流動性を有させる。前記金型６０に１２ボンド／平方インチ〜１５ボンド／平方インチの圧力を印加し、５分〜１０分間保持し、前記ナノインプリントのレジスト３３０を前記金型６０のナノレベルのパターンの第一凹部６６の中に充填させ、前記基板３０の第二犠牲層３２０の表面に接着させる。その後、前記金型６０に３５ボンド／平方インチ〜６０ボンド／平方インチの圧力を印加し、温度を前記ナノインプリントのレジスト３３０のガラス転移温度Ｔｇに下げて、５分〜１０分間保持し、前記温度が２５℃〜５０℃に下がると、前記基板３０を前記金型６０から分離させ、該基板３０の第二犠牲層３２０に前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンを形成させる。前記ナノインプリントのレジスト３３０からなるナノレベルのパターンは、複数の第二凹部３６及び複数の第二凸部３４を含む。
【００５９】
ステップ２０４では、前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板３０を加工して、該基板３０の前記表面にナノレベルのパターンを形成する。
【００６０】
まず、ナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンの第二凹部３６の底部に残されたナノインプリントのレジスト３３０を除去し、該第二凹部３６の底部に位置された前記第二犠牲層３２０を露出させる。次に、前記第二凹部３６の底部に位置された前記第二犠牲層３２０を除去し、前記第一犠牲層３１０を露出させる。その後、前記第二凹部３６の底部に位置された前記第一犠牲層３１０を除去し、前記基板３０を露出させる。最後、前記第二凹部３６の底部に位置された一部の基板３０を除去し、残された前記第一犠牲層３１０及び前記第二犠牲層３２０を有機溶剤で除去し、ナノレベルのパターンを有する基板３００を形成する。
【００６１】
本実施例において、前記ナノレベルのパターンを前記基板３０の表面に転写し、該基板３０の表面にナノレベルのパターンをエッチングする方法は、前記実施例１における方法と同じである。
【００６２】
本発明の実施例のナノインプリントのレジスト及びナノインプリントの方法は、下記の優れた点がある。第一に、前記ナノインプリントのレジストが超分岐ポリウレタンオリゴマーを含み、低いガラス転移温度Ｔｇを有し、熱プレスを７５℃より小さい温度で行うことができるので、前記ナノインプリントのレジストが固化され、架橋反応を発生し、弾性率が高められ、変形が小さくなる。第二に、前記ナノインプリントのレジストがペルフルオロポリエーテルを含み、該ペルフルオロポリエーテルが低い表面のエネルギーを有する材料であるので、該ナノインプリントのレジストが固化された後、粘着性が小さい。従って、前記ナノインプリントのレジストと前記基板とが粘着することを防止することができ、離型しやすく、ナノレベルのパターンの完全性及び解像度を高めることができる。第三に、前記メタクリル酸メチル樹脂及び前記有機希釈剤が前記ナノインプリントのレジストの粘着性及び流動性を調節することができるので、該ナノインプリントのレジストを前記ナノレベルのパターンに十分に充填させ、ナノレベルのパターンの欠点を減少し、ナノレベルのパターンの解像度を高めることができる。第四に、前記ナノインプリントの方法は、熱プレスの温度が低く、前もって前記型を処理する必要はないので、工程が簡単で、コストが減少する。
【符号の説明】
【００６３】
１０、３０ 基板
２０、６０ 金型
２４、６４ 第一凸部
２６、６６ 第一凹槽
１１０、３１０ 第一犠牲層
１２０、３２０ 第二犠牲層
１３０ レジスト層
３３０ レジスト
１４、３４ 第二凸部
１６、３６ 第二凹部
１００、３００ ナノレベルのパターンを有する基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤と、を含むことを特徴とするナノインプリントのレジスト。
【請求項２】
基板の一つ表面に請求項１に記載の前記ナノインプリントのレジストを塗布して、レジスト層を形成するステップと、
一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記レジスト層に転写するステップと、
前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、
を含むことを特徴とするナノインプリントの方法。
【請求項３】
基板を提供し、該基板の一つ表面に、順次に第一犠牲層及び第二犠牲層を形成するステップと、
一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、該金型のナノレベルのパターンを有する表面に、請求項１に記載の前記ナノインプリントのレジストを塗布するステップと、
該基板の前記第二犠牲層を、前記金型のナノインプリントのレジストが被覆された表面に接触させ、前記金型及び基板を併せて熱プレスし、該基板にナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンを形成するステップと、
前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、
を含む特徴とするナノインプリントの方法。
【請求項１】
超分岐ポリウレタンオリゴマーと、ペルフルオロポリエーテルと、メタクリル酸メチル樹脂と、有機希釈剤と、を含むことを特徴とするナノインプリントのレジスト。
【請求項２】
基板の一つ表面に請求項１に記載の前記ナノインプリントのレジストを塗布して、レジスト層を形成するステップと、
一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、前記ナノレベルのパターンを前記レジスト層に転写するステップと、
前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、
を含むことを特徴とするナノインプリントの方法。
【請求項３】
基板を提供し、該基板の一つ表面に、順次に第一犠牲層及び第二犠牲層を形成するステップと、
一つ表面がナノレベルのパターンを有する金型を提供し、該金型のナノレベルのパターンを有する表面に、請求項１に記載の前記ナノインプリントのレジストを塗布するステップと、
該基板の前記第二犠牲層を、前記金型のナノインプリントのレジストが被覆された表面に接触させ、前記金型及び基板を併せて熱プレスし、該基板にナノインプリントのレジストからなるナノレベルのパターンを形成するステップと、
前記ナノレベルのパターンに対応して、前記基板を加工し、該基板の前記一つの表面に前記ナノレベルのパターンを形成するステップと、
を含む特徴とするナノインプリントの方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８４９７０（Ｐ２０１０−２８４９７０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２４６５（Ｐ２０１０−１３２４６５）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（５９８０９８３３１）ツィンファ ユニバーシティ (534)
【出願人】（５０００８０５４６）鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（５９８０９８３３１）ツィンファ ユニバーシティ (534)
【出願人】（５０００８０５４６）鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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