特許 7589258 高屈折率ナノインプリントリソグラフィフィルムの密度を増加させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(54)【発明の名称】高屈折率ナノインプリントリソグラフィフィルムの密度を増加させるための方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20241118BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022563141

(86)(22)【出願日】2021-02-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-29

(86)【国際出願番号】 US2021019166

(87)【国際公開番号】W WO2021216193

(87)【国際公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-12-16

(31)【優先権主張番号】63/012,688

(32)【優先日】2020-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/012,691

(32)【優先日】2020-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/136,948

(32)【優先日】2020-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/136,959

(32)【優先日】2020-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】セバリョス， アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】ハウラニ， ラミ

(72)【発明者】

【氏名】大野 賢一

(72)【発明者】

【氏名】メルニーク， ユリー

(72)【発明者】

【氏名】ジョシ， アミタ

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０６７９１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１２３８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５８６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７４７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３５５７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００７２７２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｂ２９Ｃ ５９／０２

Ｇ０２Ｂ ５／１８

Ｇ０３Ｃ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高密度化されたナノインプリントフィルムであって、
ナノ粒子を含むベースナノインプリントフィルムであって、前記ナノ粒子が、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、ベースナノインプリントフィルム、並びに
前記ベースナノインプリントフィルム上と前記ナノ粒子間とに配置された、金属酸化物、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせであって、前記金属酸化物が、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、又はそれらの任意の組み合わせを含む、金属酸化物、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせ
を含む高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項2】

前記ベースナノインプリントフィルムが、前記ナノ粒子間に配置されたボイドを含み、前記金属酸化物、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせが、前記ボイド内に少なくとも部分的に配置されている、請求項１に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項3】

前記ベースナノインプリントフィルム中の前記ボイドによって占められる体積の少なくとも３％が、前記金属酸化物、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含有する、請求項２に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項4】

前記ベースナノインプリントフィルム中の前記ボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、前記金属酸化物、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含有する、請求項３に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項5】

前記ベースナノインプリントフィルムよりも高い硬度、破壊歪み、降伏強度、及び／又はエッチング耐性の値を有する、請求項１に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項6】

前記高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、前記ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、請求項１に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項7】

前記高密度化されたナノインプリントフィルムが、基板上に形成されており、
前記高密度化されたナノインプリントフィルムは、前記基板の表面を覆う１つの層状部分上に、複数の突出構造が一体的に形成されて成るフィルムである、請求項１から６のいずれか一項に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【請求項8】

ナノインプリントフィルムを形成する方法であって、
処理チャンバ内に、多孔性ナノインプリントフィルムを含む基板を位置決めすることであって、前記多孔性ナノインプリントフィルムが、ナノ粒子と前記ナノ粒子間のボイドとを含み、前記ナノ粒子が、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、基板を位置決めすること、及び
原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成するために、前記多孔性ナノインプリントフィルム上と前記ボイドの少なくとも一部内とに金属酸化物を堆積させることであって、前記金属酸化物が、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、又はそれらの任意の組み合わせを含む、金属酸化物を堆積させること
を含む方法。

【請求項9】

前記ＡＬＤプロセスが、前記金属酸化物を堆積させるために、ＡＬＤサイクル中に前記多孔性ナノインプリントフィルムを金属前駆体及び酸化剤に連続的に曝露することを含み、前記ＡＬＤサイクルが、前記ＡＬＤプロセス中に前記金属酸化物を堆積させる間に２回から約５０回繰り返される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、前記ＡＬＤプロセスによって前記金属酸化物で充填される、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

前記高密度化されたナノインプリントフィルムが、前記多孔性ナノインプリントフィルムよりも高い硬度、破壊歪み、降伏強度、及び／又はエッチング耐性の値を有する、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、前記多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

前記多孔性ナノインプリントフィルムが、インプリントプロセスによって前記基板上に形成され、前記インプリントプロセスが、
前記ナノ粒子を含むインプリント組成物を前記基板上に配置すること、
前記インプリント組成物を、パターンを有するスタンプと接触させること、
前記インプリント組成物を前記多孔性ナノインプリントフィルムに変換すること、及び
前記多孔性ナノインプリントフィルムから前記スタンプを除去すること
を含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記スタンプが、前記基板の表面とは接触しないように、前記インプリント組成物と接触させられ、
前記高密度化されたナノインプリントフィルムは、前記基板の前記表面を覆う１つの層状部分上に、複数の突出構造が一体的に形成されて成るフィルムである、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記インプリント組成物を前記多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、前記インプリント組成物を、約３００ｎｍから約３６５ｎｍの波長を有する光源に曝露することをさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。

【請求項16】

前記インプリント組成物を前記多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、前記インプリント組成物を、約３０秒から約１時間の期間にわたって約３０℃から約１００℃の温度に加熱することをさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。

【請求項17】

前記金属酸化物が、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置であって、
前記高密度化されたナノインプリントフィルムが、
ナノ粒子を含むベースナノインプリントフィルムであって、前記ナノ粒子が、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、ベースナノインプリントフィルム、及び
前記ベースナノインプリントフィルム上と前記ナノ粒子間とに配置された金属酸化物であって、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、又はそれらの任意の組み合わせを含む金属酸化物
を含む、格子を備えた光学装置。

【請求項19】

前記光学装置が、基板をさらに備え、
前記高密度化されたナノインプリントフィルムが、前記基板上に形成されており、
前記高密度化されたナノインプリントフィルムは、前記基板の表面を覆う１つの層状部分上に、複数の突出構造が一体的に形成されて成るフィルムである、請求項１８に記載の光学装置。

【請求項20】

前記金属酸化物が、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項１８又は１９に記載の光学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

分野
［０００１］本開示の実施形態は、概して、マイクロデバイス処理に関し、具体的には、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）フィルム及びそれを作製するプロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ナノ粒子インプリントのナノ及びマイクロパターニングは、ナノ材料に基づく光学系、エレクトロニクス、ディスプレイ、エネルギーデバイス、センサ、及びナノメートルスケールの分解能を有する他の種類のデバイスを開発するための機会を提供する。現在入手可能なインプリント材料は、有機（高屈折率ポリマー）又は無機－有機ハイブリッド材料（ゾル－ゲル）を含有する。インプリント材料の大部分は、低い屈折率（＜１．７）を有すると共に、可視領域における光透過性、光学的解像度、加工性、インプリントされたフィーチャの高い収縮及び費用対効果に関連する複数の問題を有している。加えて、インプリント材料の多くは、比較的低い硬度、破壊歪み、降伏強度、及び／又はエッチング耐性を有しており、これらは増加されると有利である。いくつかのインプリント材料は比較的高い弾性率を有し、これは低下されると有利である。

【0003】

［０００３］したがって、これらナノインプリントフィルムを作製するための有利な物理的特性及び関連プロセスを有する、改良されたナノインプリントフィルムが必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］本開示の実施形態は、概して、高密度化されたナノインプリントフィルム及びこのような高密度化されたナノインプリントフィルムを作製するための関連プロセスに関する。高密度化されたナノインプリントフィルムはまた、典型的には、それらが形成されるベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムと比べて、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムである。高密度化されたナノインプリントフィルムは、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）フィルムとして有用でありうる。高密度化されたナノインプリントフィルム及び／又は光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムは、典型的には、比較的高い屈折率（＞１．９又は＞２）、並びに比較的高い硬度、破壊歪み、降伏強さ、及び／又はエッチング耐性（例えば、低減されたエッチング速度）と、比較的低い弾性率とを有する。

【0005】

［０００５］１つ又は複数の実施形態では、高密度化されたナノインプリントフィルムは、ベースナノインプリントフィルム、及びベースナノインプリントフィルム上とナノ粒子間とに配置された金属酸化物を含有する。ベースナノインプリントフィルムはナノ粒子を含有し、ナノ粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含有する。金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含有する。

【0006】

［０００６］いくつかの実施形態では、ナノインプリントフィルムを形成する方法は、処理チャンバ内に、多孔性ナノインプリントフィルムを含有する基板を位置決めすることであって、多孔性ナノインプリントフィルムがナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含む、基板を位置決めすること、及び多孔性ナノインプリントフィルム上とボイドの少なくとも一部内とに金属酸化物を堆積させて、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に 高密度化されたナノインプリントフィルムを生成することを含む。

【0007】

［０００７］他の実施形態では、高密度化されたナノインプリントフィルムを含有する、格子を備えた光学装置が提供され、本明細書で説明される。本明細書に記載及び説明される、高密度化されたナノインプリントフィルム及び／又は高密度化されたナノインプリントフィルムを製造するための方法のいずれもが、光学装置を製造するために使用され得る。例えば、高密度化されたナノインプリントフィルムは、本明細書に記載及び説明されるように、ベースナノインプリントフィルム、及びベースナノインプリントフィルム上とナノ粒子間とに配置された金属酸化物を含有する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

［０００８］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記に簡潔に要約された本開示の具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それら実施形他のいくつかは添付図面に示される。しかしながら、添付図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容され得ることに留意されたい。

【0009】

【図1】［０００９］Ａ～Ｆは、本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、ナノ粒子を含有するナノインプリントフィルムを調製する間に複数の動作を通して処理される加工物の断面図である。

【図2】［００１０］Ａ～Ｂは、本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを調製するために処理されている加工物の断面図である。

【図3】［００１１］本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、光学装置の正面図である。

【0010】

［００１２］理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用された。１つ又は複数の実施形態の要素及び特徴は、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定される。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［００１３］１つ又は複数の実施形態では、ナノインプリントフィルムを形成する方法は、ベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムを含有する基板を、処理チャンバ内に位置決めすることを含み、多孔性ナノインプリントフィルムは、ナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含有し、多孔性ナノインプリントフィルムは２未満の屈折率を有する。ナノ粒子間に配置された空間などのボイドは、周囲空気、残留有機材料（例えば、１種以上の炭化水素及び／又は他の有機化合物）、微粒子、及び／又は約１、約１．２、又は約１．３から約１．４若しくは約１．５といった比較的低い屈折率を有することのできる１種以上の他の汚染材料を含有しうる。

【0012】

［００１４］本方法はまた、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成するために、多孔性ナノインプリントフィルム上及びボイドの少なくとも一部分内に１種以上の金属酸化物を堆積させることを含む。ボイドは、少なくとも部分的に充填することができるか、実質的に充填することができるか、又は完全に充填することができる。例えば、ボイドによって占められる体積の少なくとも３％、少なくとも５％、又は少なくとも１０％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される。他の実施例では、ボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される。いくつかの実施例では、ボイドによって占められる体積の９０％超、例えば約９５％から１００％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される。光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムは、ベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する。

【0013】

［００１５］１つ又は複数の実施形態では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％、約０．７５％、約１％、約２％、約４％、又は約５％から約６％、約８％、約１０％、約１２％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、又はそれよりも高い。例えば、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い。他の実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．６５％から約２０％高い。他の実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．７５％から約１０％高い。いくつかの実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約１％から約６％高い。

【0014】

［００１６］多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率は、約１．５０、約１．６５、又は約１．７５から約１．８０、約１．８５、約１．９０、約１．９５、約１．９７、約１．９９、又は２未満である。１つ又は複数の実施例では、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率は、約１．５から約１．９５又は約１．７５から約１．９５である。光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い。いくつかの実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は約１．８以上である。例えば、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率は、約１．８から約２．２、約１．８５から約２．１５、又は約１．９から約２．１である。

【0015】

［００１７］高密度化されたナノインプリントフィルム及び／又は光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムのいずれもが、本明細書に記載及び議論されるように、単位体積あたりの質量を増加させることができる、並びに／又は多孔性ナノインプリントフィルム及び／若しくはベースナノインプリントフィルムよりも高い屈折率を有することができる。１つ又は複数の実施形態では、高密度化されたナノインプリントフィルムは、多孔性ナノインプリントフィルム又はベースナノインプリントフィルムよりも、大きな値の硬度、大きな値の破壊歪み、大きな値の降伏強度、及び／又は大きな値のエッチング耐性を有する。いくつかの実施形態では、高密度化ナノインプリントフィルムは、多孔性ナノインプリントフィルム又はベースナノインプリントフィルムよりも、小さな値の弾性率を有する。

【0016】

［００１８］１つ又は複数の実施形態では、ナノ粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。本明細書に記載及び説明される任意のナノ粒子を使用して、多孔性ナノインプリントフィルムを調製することができる。金属酸化物は、１つ又は複数の酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。金属酸化物の代わりに又は金属酸化物と共に、１種以上の酸化ケイ素及び／又は窒化ケイ素を、多孔性ナノインプリントフィルム上及び／又は多孔性ナノインプリントフィルム中に堆積させることができる。例示的な酸化ケイ素は、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、ＳｉＯ_ｘ（２＞ｘ＞１）の１種以上の酸化ケイ素、１種以上のケイ酸塩、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。金属酸化物は、ナノ粒子及び／又は多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率より高い、同屈率と等しい、又は同屈折率より低い屈折率を有することができる。金属酸化物の屈折率がナノ粒子及び／又は多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率以下であっても、金属酸化物は、ボイド内で置き換えられている１つ又は複数の物質、例えば空気、有機化合物、微粒子、及び／又は１種以上の他の汚染材料よりも高い屈折率を有する。

【0017】

ベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムのインプリント表面を調製するための方法
［００１９］１つ又は複数の実施形態では、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）フィルムなどのインプリント表面を調製するための方法が提供される。インプリント表面は、本明細書に記載及び説明されるベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムの１つ又は複数の露出表面である。この方法は、１つ又は複数の基板上にインプリント組成物を配置するか、コーティングするか、又は他の方法で置くこと、インプリント組成物を、パターンを有するスタンプと接触させること、インプリント組成物を、インプリント材料（例えば、多孔性ナノインプリントフィルム）に変換すること、及びインプリント材料からスタンプを除去することを含む。いくつかの実施例では、基板（例えば、ウエハ）は、ガラス、石英、酸化ケイ素、例えばガラス基板又はガラスウエハとすることができるか、又はそれを含むことができる。他の実施例では、基板は、シリコン、シリコン－ゲルマニウム、プラスチック、及び／又は他の材料とすることができるか、又はそれを含むことができる。インプリント組成物及び／又は材料は、約１．７から約２．０、又は約１．７から２未満、例えば約１．９、１．８５、又は１．８０の屈折率を有することができる。スタンプ上の、インプリント表面に転写されるパターンは、１次元パターン、２次元パターン、又は３次元パターンとすることができる。

【0018】

［００２０］図１Ａ～Ｆは、本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、ナノ粒子を含有するナノインプリントフィルム、例えばベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルムを調製する間に複数の動作を通して処理される加工物の断面図である。多孔性ナノインプリントフィルムは、インプリントプロセスによって基板上に形成される。インプリントプロセスは、ナノ粒子を含有するインプリント組成物１０４を基板１０２上に配置することと、インプリント組成物１０４の上に又はインプリント組成物１０４に隣接してスタンプ１２０を位置合わせすることとを含む（図１Ａ）。インプリント組成物１０４は、パターンを有するスタンプ１２０で刻印されるか、又は他の方法でスタンプ１２０と接触させられる（図１Ｂ～１Ｃ）。インプリント組成物１０４は、多孔性ナノインプリントフィルム１０６に変換される（図１Ｄ）。いくつかの実施例では、熱及び／又は放射線（ＵＶ光）による硬化プロセスを使用して、インプリント組成物１０４を多孔性ナノインプリントフィルム１０６に変換する。スタンプ１２０は、基板１０２上に配置されたままの多孔性ナノインプリントフィルム１０６から除去される（図１Ｅ～１Ｆ）。多孔性ナノインプリントフィルム１０６のポアは、ナノ粒子の不完全な充填のために存在する最小有機マトリックスといった何らかの残留有機材料を有しうる。

【0019】

［００２１］いくつかの実施例では、インプリント組成物は、スピンコーティング、ドロップキャスティング、ブレードコーティング、及び／又は他のコーティングプロセスによって基板上に配置される。インプリント組成物は、所定の厚さを有するフィルム又は層として基板上に配置される。インプリント組成物の厚さは、約５０ｎｍ、約８０ｎｍ、約１００ｎｍ、約１２０ｎｍ、約１５０ｎｍ、又は約２００ｎｍから約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約８００ｎｍ、約１０００ｎｍ、約１２００ｎｍであるか、又はそれよりも厚い。例えば、インプリント組成物の厚さは、約５０ｎｍから約１０００ｎｍ、約１００ｎｍから約１０００ｎｍ、約２００ｎｍから約１０００ｎｍ、約４００ｎｍから約１０００ｎｍ、約５００ｎｍから約１，０００ｎｍ、約６００ｎｍから約１，０００ｎｍ、約８００ｎｍから約１，０００ｎｍ、約５０ｎｍから約６００ｎｍ、約１００ｎｍから約６００ｎｍ、約２００ｎｍから約６００ｎｍ、約４００ｎｍから約６００ｎｍ、約５００ｎｍから約６００ｎｍ、約５０ｎｍから約４００ｎｍ、約１００ｎｍから約４００ｎｍ、約２００ｎｍから約４００ｎｍ、又は約３００ｎｍから約４００ｎｍである。

【0020】

［００２２］インプリント組成物は、インプリント組成物を熱、紫外光、赤外光、可視光、マイクロ波放射、及び／又はそれらの任意の組み合わせに曝露することによって、インプリント材料（例えば、多孔性ナノインプリントフィルム）に変換される。１つ又は複数の実施例では、インプリント組成物をインプリント材料に変換するとき、インプリント組成物は、約３００ｎｍから約３６５ｎｍの波長を有する光源に曝露される。他の実施例では、インプリント組成物をインプリント材料に変換するとき、インプリント組成物は、熱に曝露され、約３０秒から約１時間の期間にわたり、約３０℃から約１００℃の温度に維持される。いくつかの実施例では、インプリント組成物は、熱に曝露され、約１分から約１５分の期間にわたり、約５０℃から約６０℃の温度に維持される。

【0021】

光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを調製するための金属酸化物のＡＬＤ
［００２３］１つ又は複数の実施形態において、１つ又は複数の金属酸化物は、ベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルム上及びその内部に、ＡＬＤ又は別の気相堆積プロセスによって堆積されるか又は他の様式で形成される。多孔性ナノインプリントフィルム内のボイド又はボイドの一部は、金属酸化物で少なくとも部分的に充填されて、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成する。上述のように、ボイドは、ＡＬＤプロセス中に、金属酸化物によって少なくとも部分的に充填されるか、実質的に充填されるか、又は完全に充填することができる。

【0022】

光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを調製するための金属酸化物のＡＬＤ
［００２４］図２Ａ～Ｂは、本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、多孔性ナノインプリントフィルムを光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムになるように変換させるために処理されている加工物の断面図である。フィーチャ１３０を含む多孔性ナノインプリントフィルム１０６は、図２Ａに示されるように、基板１０２上に配置されたままである。多孔性ナノインプリントフィルム１０６は、複数の空間又はボイド１１０によって分離された複数のナノ粒子１０８を含有している。図２Ｂに示されるように、ＡＬＤプロセス又は別の気相堆積プロセスを使用して、ナノ粒子１０８間とボイド１１０中とに金属酸化物１１２を堆積させて、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム１１６を生成する。多孔性ナノインプリントフィルム１０６内に形成されたフィーチャ１３０は、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム１１６内に、完全ではなくとも、少なくとも実質的に保存される。

【0023】

［００２５］ＡＬＤプロセスは、金属酸化物を堆積させるために、ＡＬＤサイクル中に多孔性ナノインプリントフィルムを金属前駆体及び酸化剤（及び／又は他の試薬）に連続的に曝露することを含む。ＡＬＤサイクルはまた、前駆体の各曝露間にパージガスの曝露を含む。例えば、ＡＬＤプロセスは、ＡＬＤサイクル中に、多孔性ナノインプリントフィルムを、金属前駆体、パージガス、酸化剤（及び／又は他の試薬）、及びパージガスに連続的に曝露することを含む。パージガスは、窒素（Ｎ_２）、アルゴン、ヘリウム、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。

【0024】

［００２６］いくつかの実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成する間に、ＡＬＤサイクルを１回実施して、金属酸化物を堆積させることができる。他の実施例では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成する間に、金属酸化物を堆積させるためにＡＬＤサイクルを２回以上実施することができる。例えば、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成する間に、金属酸化物を堆積させるために、ＡＬＤサイクルを、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、又は１５回から約１８、約２０、約２５、約３０、約４０、約５０、約６０、約８０、約１００回、又はそれよりも多い回数繰り返すことができる。

【0025】

［００２７］１つ又は複数の実施例では、金属酸化物が酸化アルミニウムであるか又は酸化アルミニウムを含有する場合、金属前駆体は、アルキルアルミニウム化合物などの１種以上のアルミニウム前駆体、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、又はトリブチルアルミニウムなどである。酸化剤は、水、酸素（Ｏ_２）、オゾン、原子酸素、亜酸化窒素、過酸化水素、１種以上の有機過酸化物、それらのプラズマ、又はその任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。

【0026】

［００２８］１つ又は複数の実施形態では、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムは、ナノ粒子、及び任意でナノ粒子間のボイドを有するベースナノインプリントフィルムを含有し、このベースナノインプリントフィルムは２未満の屈折率を有する。光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムはまた、ベースナノインプリントフィルム上に配置され、ボイドの少なくとも一部分内に含有される金属酸化物を含有する。光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムは、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する。

【0027】

ＮＩＬフィルムを調製するためのインプリント組成物
［００２９］本開示の実施形態は、概して、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）に有用なインプリント組成物及びインプリント材料（例えば、ベースナノインプリントフィルム又は多孔性ナノインプリントフィルム）に関する。インプリント組成物は、熱及び／又は１種若しくは複数種の放射線、例えば光若しくはマイクロ波を適用することによってインプリント材料に変換することができる。１つ又は複数の実施形態では、インプリント組成物は、１つ又は複数の種類のナノ粒子、１つ又は複数の表面リガンド、１つ又は複数の溶媒、１つ又は複数の添加物、及び１つ又は複数のアクリレートを含有する。

【0028】

［００３０］ナノ粒子の各々は、単一の粒子（裸の粒子）であっても、又は例えばコアとコアの周りに配置された１つ又は複数のシェルとを含有する、コーティングされた粒子であってもよい。いくつかの実施例では、ナノ粒子は、粒子の外面に結合した１つ又は複数の種類の表面リガンド（例えば、連結ＮＰ又は安定化ＮＰ）を含有することができる。ナノ粒子は、球形、楕円形、ロッド状、立方体、ワイヤ、円筒形、長方形、又はそれらの組み合わせなどの、１つ又は複数の異なる形状又は形状寸法を有することができる。

【0029】

［００３１］ナノ粒子又はコアは、約２ｎｍ、約５ｎｍ、約８ｎｍ、約１０ｎｍ、約１２ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、又は約３５ｎｍから約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約８０ｎｍ、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、又はそれより大きいサイズ又は直径を有することができる。例えば、ナノ粒子又はコアは、約２ｎｍから約５００ｎｍ、約２ｎｍから約３００ｎｍ、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約２ｎｍから約１５０ｎｍ、約２ｎｍから約１００ｎｍ、約２ｎｍから約８０ｎｍ、約２ｎｍから約６０ｎｍ、約２ｎｍから約５０ｎｍ、約２ｎｍから約４０ｎｍ、約２ｎｍから約３０ｎｍ、約２ｎｍから約２０ｎｍ、約２ｎｍから約１５ｎｍ、約２ｎｍから約１０ｎｍ、約１０ｎｍから約５００ｎｍ、約１０ｎｍから約３００ｎｍ、約１０ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１５０ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１０ｎｍから約８０ｎｍ、約１０ｎｍから約６０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約１０ｎｍから約４０ｎｍ、約１０ｎｍから約３０ｎｍ、約１０ｎｍから約２０ｎｍ、約１０ｎｍから約１５ｎｍ、約５０ｎｍから約５００ｎｍ、約５０ｎｍから約３００ｎｍ、約５０ｎｍから約２００ｎｍ、約５０ｎｍから約１５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍ、約５０ｎｍから約８０ｎｍ、又は約５０ｎｍから約６０ｎｍのサイズ又は直径を有することができる。

【0030】

［００３２］ナノ粒子は、１つ又は複数の金属酸化物、１つ又は複数の非金属酸化物、１つ又は複数の非金属窒化物、及び／又はダイヤモンド材料とすることができるか、又はそれを含有することができる。ナノ粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、ダイヤモンド、又はそれらの任意の組み合わせを含有することができる。いくつかの実施形態では、ナノ粒子がコアの周りに配置された１つ又は複数のシェルを含有する場合、コア及びシェルは、同じ材料又は異なる材料であり得る。１つ又は複数の実施例では、コアは酸化チタンを含有し、シェルは酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、又はそれらの任意の組合せを含有する。他の実施例では、コアは酸化ニオブを含有し、シェルは酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、又はそれらの任意の組み合わせを含有する。いくつかの実施例では、コアは酸化ジルコニウムを含有し、シェルは酸化ケイ素を含有する。

【0031】

［００３３］いくつかの実施例では、コアは約２ｎｍから約５００ｎｍの直径を有し、シェルは約０．１ｎｍから約１００ｎｍの厚さを有する。他の実施例では、コアは約５ｎｍから約２００ｎｍの直径を有し、シェルは約０．５ｎｍから約６０ｎｍの厚さを有する。いくつかの実施例では、コアは約１０ｎｍから約１００ｎｍの直径を有し、シェルは約１ｎｍから約１５ｎｍの厚さを有する。

【0032】

［００３４］１つ又は複数の実施形態において、インプリント組成物は、約０．１重量％、約０．５重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約５重量％、約６重量％、約８重量％、又は約１０重量％から約１２重量％、約１５重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２２重量％、約２４重量％、約２５重量％、約２８重量％、約３０重量％、約３２重量％、約３５重量％、約３８重量％、又は約４０重量％のナノ粒子を含有する。例えば、インプリント組成物は、約０．１重量％から約４０重量％、約０．５重量％から約４０重量％、約０．５重量％から約３５重量％、約０．５重量％から約３２重量％、約０．５重量％から約３０重量％、約０．５重量％から約２８重量％、約０．５重量％から約２５重量％、約０．５重量％から約２２重量％、約０．５重量％から約２０重量％、約０．５重量％から約１８重量％、約０．５重量％から約１５重量％、約０．５重量％から約１２重量％、約０．５重量％から約１０重量％、約０．５重量％から約８重量％、約０．５重量％から約６重量％、約０．５重量％から約５重量％、０．５重量％から約４重量％、約０．５重量％から約３重量％、約０．５重量％から約２重量％、約０．５重量％から約１．５重量％、約０．５重量％から約１重量％、約２重量％から約４０重量％、約２重量％から約３５重量％、約２重量％から約３２重量％、約２重量％から約３０重量％、約２重量％から約２８重量％、約２重量％から約２５重量％、約２重量％から約２２重量％、約２重量％から約２０重量％、約２重量％から約１８重量％、約２重量％から約１５重量％、約２重量％から約１２重量％、約２重量％から約１０重量％、約２重量％から約８重量％、約２重量％から約６重量％、約２重量％から約５重量％、約２重量％から約４重量％、約２重量％から約３重量％、約５重量％から約４０重量％、約５重量％から約３５重量％、約５重量％から約３２重量％、約５重量％から約３０重量％、約５重量％から約２８重量％、約５重量％から約２５重量％、約５重量％から約２２重量％、約５重量％から約２０重量％、約５重量％から約１８重量％、約５重量％から約１５重量％、約５重量％から約１２重量％、約５重量％から約１０重量％、約５重量％から約８重量％、又は約５重量％から約６重量％のナノ粒子を含有する。

【0033】

［００３５］他の実施形態では、インプリント組成物は、約４０重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６２重量％、又は約６５重量％から約６８重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、約８８重量％、約９０重量％、約９２重量％、約９３重量％、約９４重量％、約９５重量％、約９６重量％、約９７重量％、約９８重量％、又はそれよりも多いナノ粒子を含有する。例えば、インプリント組成物は、約４０重量％から約９８重量％、約５０重量％から約９５重量％、約５０重量％から約９０重量％、約５０重量％から約８０重量％、約５０重量％から約７５重量％、約５０重量％から約７０重量％、約５０重量％から約６５重量％、約５０重量％から約６０重量％、約５０重量％から約５５重量％、約６０重量％から約９５重量％、約６０重量％から約９０重量％、約６０重量％から約８０重量％、約６０重量％から約７５重量％、約６０重量％から約７０重量％、約６０重量％から約６５重量％、約７０重量％から約９５重量％、約７０重量％から約９０重量％、約７０重量％から約８０重量％、又は約７０重量％から約７５重量％のナノ粒子を含有する。

【0034】

［００３６］表面リガンドは、１種以上のカルボン酸、１種以上のエステル、１種以上のアミン、１種以上のアルコール、１種以上のシラン、それらの塩、それらの錯体、又はその任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的な表面リガンドは、オレイン酸、ステアリン酸、プロピオン酸、安息香酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、メチルアミン、オレイルアミン、ブチルアミン、ベンジルアルコール、オレイルアルコール、ブタノール、オクタノール、ドデカノール、オクテイルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン（ｏｃｔｅｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）、３－（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、プロピルトリエトキシシラン、それらの塩、それらのエステル、それらの錯体、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。いくつかの実施例では、表面リガンドは、ナノ粒子の重量に基づいて、約８重量％から約５０重量％の濃度である。

【0035】

［００３７］インプリント組成物は、約０．５重量％、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約５重量％、約７重量％、約８重量％、又は約１０重量％から約１２重量％、約１５重量％、約１８重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、又は約５０重量％の表面リガンドを含有する。例えば、インプリント組成物は、約０．５重量％から約５０重量％、約１重量％から約５０重量％、約３重量％から約５０重量％、約５重量％から約５０重量％、約５重量％から約４０重量％、約５重量％から約３５重量％、約５重量％から約３０重量％、約５重量％から約２５重量％、約５重量％から約２０重量％、約５重量％から約１５重量％、約５重量％から約１０重量％、約１０重量％から約５０重量％、約１０重量％から約４０重量％、約１０重量％から約３５重量％、約１０重量％から約３０重量％、約１０重量％から約２５重量％、約１０重量％から約２０重量％、約１０重量％から約１５重量％、約１５重量％から約５０重量％、約１５重量％から約４０重量％、約１５重量％から約３５重量％、約１５重量％から約３０重量％、約１５重量％から約２５重量％、又は約１５重量％から約２０重量％の表面リガンドを含有する。

【0036】

［００３８］溶媒は、１つ又は複数のナノ粒子分散溶媒、１つ又は複数のインプリンティング溶媒、他の種類の溶媒、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。ナノ粒子分散溶媒は、１種以上のグリコールエーテル、アルコール、アセテート、それらのエステル、それらの塩、それらの誘導体、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。いくつかの実施例では、ナノ粒子分散溶媒は、１種以上のｐ－シリーズグリコールエーテル、１種以上のｅ－シリーズグリコールエーテル、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれらを含むことができる。１つ又は複数の実施例では、ナノ粒子分散溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を含有する。インプリンティング溶媒は、１種以上のアルコール、１種以上のエステル、それらの塩、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。１つ又は複数の実施例では、インプリンティング溶媒は、乳酸エチルを含有する。

【0037】

［００３９］１つ又は複数の実施形態では、インプリント組成物は、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６２重量％、約６５重量％、約６８重量％、約７０重量％、約７２重量％、約７５重量％、又は約８０重量％から約８３重量％、約８５重量％、約８７重量％、約８８重量％、約９０重量％、約９２重量％、約９４重量％、約９５重量％、約９７重量％、又は約９８重量％の、１種以上の溶媒を含有する。例えば、インプリント組成物は、約５０重量％から約９８重量％、約６０重量％から約９８重量％、約６０重量％から約９５重量％、約６０重量％から約９０重量％、約６０重量％から約８８重量％、約６０重量％から約８５重量％、約６０重量％から約８３重量％、約６０重量％から約８０重量％、約６０重量％から約７８重量％、約６０重量％から約７５重量％、約６０重量％から約７２重量％、約６０重量％から約７０重量％、約６０重量％から約６８重量％、約６０重量％から約６５重量％、約６０重量％から約６３重量％、約７０重量％から約９８重量％、約７０重量％から約９５重量％、約７０重量％から約９０重量％、約７０重量％から約８８重量％、約７０重量％から約８５重量％、約７０重量％から約８３重量％、約７０重量％から約８０重量％、約７０重量％から約７８重量％、約７０重量％から約７５重量％、約７０重量％から約７２重量％、約８０重量％から約９８重量％、約８０重量％から約９５重量％、約８０重量％から約９０重量％、約８０重量％から約８８重量％、約８０重量％から約８５重量％、約８０重量％から約８３重量％、又は約８０重量％から約８２重量％の１種以上の溶媒を含有する。

【0038】

［００４０］いくつかの実施形態では、インプリント組成物は、約０．５重量％、約０．８重量％、約１重量％、約１．５重量％、約２重量％、約２．５重量％、約３重量％、約３．５重量％、約４重量％、約５重量％、又は約６重量％から約７重量％、約８重量％、約１０重量％、約１２重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１８重量％、約２０重量％、又は約２５重量％のナノ粒子分散溶媒を含有する。例えば、インプリント組成物は、約０．５重量％から約２０重量％、約１重量％から約２０重量％、約１重量％から約１８重量％、約１重量％から約１５重量％、約１重量％から約１３重量％、約１重量％から約１２重量％、約１重量％から約１１重量％、約１重量％から約１０重量％、約１重量％から約８重量％、約１重量％から約７重量％、約１重量％から約６重量％、約１重量％から約５重量％、約１重量％から約４重量％、約１重量％から約３重量％、約５重量％から約２０重量％、約５重量％から約１８重量％、約５重量％から約１５重量％、約５重量％から約１３重量％、約５重量％から約１２重量％、約５重量％から約１１重量％、約５重量％から約１０重量％、約５重量％から約８重量％、約５重量％から約７重量％、約５重量％から約６重量％、約８重量％から約２０重量％、約８重量％から約１８重量％、約８重量％から約１５重量％、約８重量％から約１３重量％、約８重量％から約１２重量％、約８重量％から約１１重量％、約８重量％から約１０重量％、又は約８重量％から約９重量％のナノ粒子分散溶媒を含有する。

【0039】

［００４１］他の実施態様では、インプリント組成物は、約５０重量、約５５重量、約６０重量、約６２重量、約６５重量、約６８重量％、又は約７０重量％から約７２重量、約７５重量、約７８重量、約８０重量、約８２重量％、約８３重量％、約８５重量％、約８７重量％、約８８重量％、約９０重量％、又は約９５重量％のインプリンティング溶媒を含有する。例えば、インプリント組成物は、約５０重量％から約９５重量％、約６０重量％から約９５重量％、約６０重量％から約９０重量％、約６０重量％から約８８重量％、約６０重量％から約８５重量％、約６０重量％から約８３重量％、約６０重量％から約８０重量％、約６０重量％から約７８重量％、約６０重量％から約７５重量％、約６０重量％から約７２重量％、約６０重量％から約７０重量％、約６０重量％から約６８重量％、約６０重量％から約６５重量％、約６０重量％から約６３重量％、約７０重量％から約９８重量％、約７０重量％から約９５重量％、約７０重量％から約９０重量％、約７０重量％から約８８重量％、約７０重量％から約８５重量％、約７０重量％から約８３重量％、約７０重量％から約８０重量％、約７０重量％から約７８重量％、約７０重量％から約７５重量％、約７０重量％から約７２重量％、約７５重量％から約９８重量％、約７５重量％から約９５重量％、約７５重量％から約９０重量％、約７５重量％から約８８重量％、約７５重量％から約８５重量％、約７５重量％から約８３重量％、約７５重量％から約８０重量％、又は約７５重量％から約７８重量％のインプリンティング溶媒を含有する。

【0040】

［００４２］添加物は、１種以上のペルフルオロアルキルエーテル、１種以上のポリグリコール、１種以上の脂肪酸、１種以上のシラン、１種以上のシロキサン、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的な添加物は、フッ素系界面活性剤、フルオロ添加物、及び／又はフッ化炭素（例えば、デュポン社から入手可能な、ＣＡＰＳＴＯＮＥ（登録商標）ＦＳ－６６又はＦＳ－６８フッ素系界面活性剤）、グリコール酸エトキシレートオレイルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ジメチルジエトキシシラン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、シラノール末端ポリジメチルシロキサン、ビニル末端ポリジメチルシロキサン、１，２－プロパンジオール、それらの塩、それらのエステル、それらの錯体、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。添加物は、１種以上のジオール、３つ以上のアルコール基を有する１種以上のアルコール、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。１つ又は複数の実施例では、添加物は、１，２－プロパンジオールを含有する。いくつかの実施例では、添加物は、ナノ粒子の重量に基づいて、約０．０１重量％から約２．５重量％の濃度である。

【0041】

［００４３］インプリント組成物は、約０．０１重量％、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．２重量％、約０．３重量％、約０．５重量％、約０．８重量％、又は約１重量％から約１．２重量％、約１．５重量％、約１．８重量％、約２重量％、約２．５重量％、約３重量％、約３．５重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約８重量％、又は約１０重量％の添加物を含有する。例えば、インプリント組成物は、約０．０１重量％から約１０重量％、約０．０１重量％から約８重量％、約０．０１重量％から約５重量％、約０．０１重量％から約４重量％、約０．０１重量％から約３重量％、約０．０１重量％から約２重量％、約０．０１重量％から約１重量％、約０．０１重量％から約０．５重量％、約０．０１重量％から約０．１重量％、約０．０１重量％から約０．０５重量％、約０．１重量％から約１０重量％、約０．１重量％から約８重量％、約０．１重量％から約５重量％、約０．１重量％から約４重量％、約０．１重量％から約３重量％、約０．１重量％から約２重量％、約０．１重量％から約１重量％、約０．１重量％から約０．５重量％、約１重量％から約１０重量％、約１重量％から約８重量％、約１重量％から約５重量％、約１重量％から約４重量％、約１重量％から約３重量％、約１重量％から約２重量％、又は約１重量％から約１．５重量％の添加物を含有する。

【0042】

［００４４］アクリレートは、１種以上のメタクリレート、１種以上のエチルアクリレート、１種以上のプロピルアクリレート、１種以上のブチルアクリレート、１種以上の単官能性アクリレート、１種以上の二官能性アクリレート、１種以上の三官能性アクリレート、他の多官能性アクリレート、又はそれらの任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。例示的なアクリレートは、３－（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（３－ＭＰＳ）、３－（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート、ジ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート、エチレングリコールメチルエーテルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、エチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、メタクリル酸、ビニルメタクリレート、それらのモノマー、それらのポリマー、それらの塩、それらの錯体、又は任意の組み合わせとすることができるか、又はそれを含むことができる。いくつかの実施例では、アクリレートは、ナノ粒子の重量に基づいて、約０．０５重量％から約１０重量％の濃度である。

【0043】

［００４５］インプリント組成物は、約０．１重量％、約０．２重量％、約０．３重量％、約０．５重量％、約０．８重量％、約１重量％から約１．２重量％、約１．５重量％、約１．８重量％、又は約２重量％、約２．２重量％、約２．３重量％、約２．５重量％、約２．８重量％、約３重量％、約３．２重量％、約３．５重量％、約３．８重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約８重量％、約１０重量％、約１２重量％、約１５重量％、約１８重量％、又は約２０重量％のアクリレートを含有する。例えば、インプリント組成物は、約０．１重量％から約２０重量％、約０．１重量％から約１５重量％、約０．１重量％から約１０重量％、約０．１重量％から約８重量％、約０．１重量％から約５重量％、約０．１重量％から約４重量％、約０．１重量％から約３重量％、約０．１重量％から約２重量％、約０．１重量％から約１重量％、約０．１重量％から約０．５重量％、約１重量％から約２０重量％、約１重量％から約１５重量％、約１重量％から約１０重量％、約１重量％から約８重量％、約１重量％から約５重量％、約１重量％から約４重量％、約１重量％から約３．５重量％、約１重量％から約３．２重量％、約１重量％から約３重量％、約１重量％から約２．８重量％、約１重量％から約２．５重量％、約１重量％から約２．３重量％、約１重量％から約２．２重量％、約１重量％から約２重量％、約１重量％から約１．８重量％、約１重量％から約１．５重量％、約１．８重量％から約２０重量％、約１．８重量％から約１５重量％、約１．８重量％から約１０重量％、約１．８重量％から約８重量％、約１．８重量％から約５重量％、約１．８重量％から約４重量％、約１．８重量％から約３．５重量％、約１．８重量％から約３．２重量％、約１．８重量％から約３重量％、約１．８重量％から約２．８重量％、約１．８重量％から約２．５重量％、約１．８重量％から約２．３重量％、約１．８重量％から約２．２重量％、又は約１．８重量％から約２重量％のアクリレートを含有する。

【0044】

［００４６］１つ又は複数の実施例では、インプリント組成物は、約０．５重量％から約４０重量％のナノ粒子、約５０重量％から約９０重量％の１つ又は複数の溶媒、約５重量％から約４０重量％の表面リガンド、約０．０１重量％から約５重量％の添加物、及び約０．１重量％から約１０重量％のアクリレートを含有する。他の実施例では、インプリント組成物は、約１重量％から約２５重量％のナノ粒子、約６０重量％から約８５重量％の１つ又は複数の溶媒、約６重量％から約３５重量％の表面リガンド、約０．０５重量％から約３重量％の添加物、及び約０．３重量％から約８重量％のアクリレートを含有する。いくつかの実施例では、インプリント組成物は、約５重量％から約２０重量％のナノ粒子、約６５重量％から約８０重量％の１つ又は複数の溶媒、約７重量％から約３１重量％の表面リガンド、約０．０９重量％から約１．５重量％の添加物、及び約０．５重量％から約６重量％のアクリレートを含有する。

【0045】

［００４７］インプリント組成物は、約１ｃＰ、約２ｃＰ、約３ｃＰ、約５ｃＰ、約８ｃＰ、又は約１０ｃＰから約１２ｃＰ、約１５ｃＰ、約２０ｃＰ、約２５ｃＰ、約３０ｃＰ、約４０ｃＰ、約５０ｃＰ、又は約７０ｃＰの粘度を有することができる。例えば、インプリント組成物は、約１ｃＰから約７０ｃＰ、約１ｃＰから約５０ｃＰ、約１ｃＰから約４０ｃＰ、約１ｃＰから約３０ｃＰ、約１ｃＰから約２０ｃＰ、約１ｃＰから約１０ｃＰ、約１ｃＰから約５ｃＰ、約１０ｃＰから約７０ｃＰ、約１０ｃＰから約５０ｃＰ、約１０ｃＰから約４０ｃＰ、約１０ｃＰから約３０ｃＰ、約１０ｃＰから約２０ｃＰ、約２０ｃＰから約７０ｃＰ、約２０ｃＰから約５０ｃＰ、約２０ｃＰから約４０ｃＰ、約２０ｃＰから約３０ｃＰ、又は約２０ｃＰから約２５ｃＰの粘度を有することができる。

【0046】

［００４８］１つ又は複数の実施形態では、インプリント組成物中の１種以上のアクリレートは、多孔性ナノインプリントフィルムなどのインプリント材料を生成（例えば、硬化又は他の方法で変換）する間に、重合及び／又はオリゴマー化することができる。

【0047】

［００４９］以下は、本明細書に記載及び説明される実施形態によって生成することのできるインプリント組成物のいくつかの理論的な実施例である。

【0048】

［００５０］図３は、本明細書に記載及び説明される１つ又は複数の実施形態による、図２Ｂに示される光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム３０６を含む光学装置３００の正面図である。本明細書に記載される任意の実施形態において、図２Ｂに示される光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム１１６は、図３に示されるように、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム３０６と同じであるか、又はそのようなフィルムとして使用され得る。以下に記載される光学装置３００は、例示的な光学装置であると理解されたい。１つ又は複数の実施形態では、光学装置３００は、拡張現実導波路結合器のような導波路結合器である。他の実施形態では、光学装置３００は、メタサーフェスなどの平坦な光学装置である。光学装置３００は、複数のデバイス構造３０４を含む。デバイス構造３０４は、サブミクロ寸法、例えば、１μｍ未満の限界寸法といったナノサイズの寸法を有するナノ構造であってもよい。１つ又は複数の実施形態では、デバイス構造３０４の領域は、格子エリア３０２ａ及び３０２ｂといった１つ又は複数の格子３０２に対応する。１つ又は複数の実施形態では、光学装置３００は、第１の格子エリア３０２ａ及び第２の格子エリア３０２ｂを含み、第１の格子エリア３０２ａ及び３０２ｂの各々は、それぞれが複数のデバイス構造３０４を含む。

【0049】

［００５１］格子３０２の深さは、本明細書に記載される実施形態における格子エリア３０２ａ及び３０２ｂを横切って変化しうる。いくつかの実施形態では、格子３０２の深さは、第１の回折格子エリア３０２ａにわたって、及び第２の回折格子エリア３０２ｂにわたって滑らかに変化しうる。１つ又は複数の実施例では、深さは、格子エリアの１つを横切って約１０ｎｍから約４００ｎｍの範囲とすることができる。格子エリア３０２ａは、いくつかの実施例では、所与の側面において約２０ｍｍから約５０ｍｍの範囲とすることができる。したがって、いくつかの実施例として、格子３０２の深さの変化の角度は、０．０００５度のオーダーであり得る。

【0050】

［００５２］本明細書に記載される実施形態では、デバイス構造３０４は、レーザアブレーションを使用して生成することができる。本明細書で使用されるレーザアブレーションは、デバイス材料内に三次元微細構造を生成するために、又は任意で、可変深さ構造プロセスの一部として、デバイス材料を覆う犠牲層内に可変深さ構造を生成するために、使用される。光学構造３０４を生成するためにレーザアブレーションを使用することにより、既存の方法よりも少ない処理工程及び高い可変深度分解能が可能になる。

【0051】

［００５３］本開示の実施形態はさらに、以下の段落１～６８のうちのいずれか１つ又は複数に関する。

【0052】

［００５４］１． ナノインプリントフィルムを形成する方法であって、処理チャンバ内に多孔性ナノインプリントフィルムを含む基板を位置決めすることであって、多孔性ナノインプリントフィルムはナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含み、多孔性ナノインプリントフィルムは２未満の屈折率を有する、基板を位置決めすること、及び多孔性ナノインプリントフィルム上とボイドの少なくとも一部分内とに金属酸化物を堆積させて、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成することを含む方法。

【0053】

［００５５］２． 金属酸化物が、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する、段落１に記載の方法。

【0054】

［００５６］３． 金属酸化物が、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも低い屈折率を有する、段落１又は２に記載の方法。

【0055】

［００５７］４． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムが、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する、段落１～３のいずれか１つに記載の方法。

【0056】

［００５８］５． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、段落４に記載の方法。

【0057】

［００５９］６． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．７５％から約１０％高い、段落５に記載の方法。

【0058】

［００６０］７． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも約１％から約６％高い、段落６に記載の方法。

【0059】

［００６１］８． 多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率が約１．５から約１．９５である、段落１～７のいずれか１つに記載の方法。

【0060】

［００６２］９． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が約１． ８以上である、段落１～８のいずれか１つに記載の方法。

【0061】

［００６３］１０． 金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１～９のいずれか１つに記載の方法。

【0062】

［００６４］１１． ナノ粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落１～１０のいずれか１つに記載の方法。

【0063】

［００６５］１２． ＡＬＤプロセスが、金属酸化物を堆積させるために、ＡＬＤサイクル中に多孔性ナノインプリントフィルムを金属前駆体及び酸化剤に連続的に曝露することを含む、段落１～１１のいずれか１つに記載の方法。

【0064】

［００６６］１３． ＡＬＤサイクルが、ＡＬＤプロセス中に金属酸化物を堆積させる間に１回から約５０回繰り返される、段落１２に記載の方法。

【0065】

［００６７］１４． ボイドによって占められる体積の少なくとも３％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される、段落１～１３のいずれか１つに記載の方法。

【0066】

［００６８］１５． ボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される、段落１～１４のいずれか１つに記載の方法。

【0067】

［００６９］１６． ナノ粒子を含むインプリント組成物を基板上に配置すること、インプリント組成物を、パターンを有するスタンプと接触させること、インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換すること、及び多孔性ナノインプリントフィルムからスタンプを除去することを含むインプリントプロセスによって、多孔性ナノインプリントフィルムが基板上に形成される、段落１～１５のいずれか１つに記載の方法。

【0068】

［００７０］１７． インプリント組成物を、熱、紫外光、赤外光、可視光、マイクロ波放射、又はそれらの任意の組み合わせに曝露することによって、インプリント組成物が多孔性ナノインプリントフィルムに変換される、段落１６に記載の方法。

【0069】

［００７１］１８． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を約３００ｎｍから約３６５ｎｍの波長を有する光源に曝露することをさらに含む、段落１６に記載の方法。

【0070】

［００７２］１９． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を、約３０秒から約１時間の期間にわたって約３０℃から約１００℃の温度に加熱することをさらに含む、段落１６に記載の方法。

【0071】

［００７３］２０． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を、約１分から約１５分の期間にわたって約５０℃から約６０℃の温度に加熱することをさらに含む、段落１６に記載の方法。

【0072】

［００７４］２１． インプリント組成物が、スピンコーティング、ドロップキャスティング、又はブレードコーティングによって基板上に配置される、段落１６に記載の方法。

【0073】

［００７５］２２． インプリント組成物が、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの厚さを有する層として基板上に配置される、段落１６に記載の方法。

【0074】

［００７６］２３． インプリント組成物が、約１００ｎｍから約４００ｎｍの厚さを有する層として基板上に配置される、段落１６に記載の方法。

【0075】

［００７７］２４． スタンプ上のパターンが、１次元パターン、２次元パターン、又は３次元パターンである、段落１６に記載の方法。

【0076】

［００７８］２５． ナノインプリントフィルムを形成する方法であって、ナノ粒子を含むインプリント組成物を基板上に配置すること、インプリント組成物を、パターンを有するスタンプと接触させること、インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換すること、多孔性ナノインプリントフィルムからスタンプを除去すること、多孔性ナノインプリントフィルムを含む基板を処理チャンバ内に配置することであって、多孔性ナノインプリントフィルムが、ナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含み、多孔性ナノインプリントフィルムが２未満の屈折率を有する、基板を処理チャンバ内に配置すること、及び原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを生成するために多孔性ナノインプリントフィルム上とボイドの少なくとも一部分内とに金属酸化物を堆積させることであって、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムが、多孔性ナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する、金属酸化物を堆積させることを含む方法。

【0077】

［００７９］２６． ナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含むベースナノインプリントフィルムであって、２未満の屈折率を有するベースナノインプリントフィルムと、ベースナノインプリントフィルム上に配置され、ボイドの少なくとも一部分内に含まれる金属酸化物とを含む光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムであって、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0078】

［００８０］２７． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、段落２６に記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0079】

［００８１］２８． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．７５％から約１０％高い、段落２７に記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0080】

［００８２］２９． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約１％から約６％高い、段落２８に記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0081】

［００８３］３０． ベースナノインプリントフィルムの屈折率が約１．５から約１．９５である、段落２６～２９のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0082】

［００８４］３１． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が約１．８から約２．０５である、段落２６～３０のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0083】

［００８５］３２． 金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落２６～３１のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0084】

［００８６］３３． ナノ粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、段落２６～３２のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0085】

［００８７］３４． ベースナノインプリントフィルム中のボイドによって占められる体積の少なくとも３％が、金属酸化物を含有する、段落２６～３３のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0086】

［００８８］３５． ベースナノインプリントフィルム中のボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、金属酸化物を含有する、段落２６～３４のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0087】

［００８９］３６． 段落１～２５のいずれか１つに記載の方法によって生成された光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置。

【0088】

［００９０］３７． 段落２６～３５のいずれか１つに記載の光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置。

【0089】

［００９１］３８． 光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置であって、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムが、ナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含むベースナノインプリントフィルムであって、２未満の屈折率を有するベースナノインプリントフィルムと、ベースナノインプリントフィルム上に配置され、ボイドの少なくとも一部分内に含まれる金属酸化物とを含み、光学的に高密度化されたナノインプリントフィルムが、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも高い屈折率を有する、光学装置。

【0090】

［００９２］３９． 高密度化されたナノインプリントフィルムであって、ナノ粒子を含むベースナノインプリントフィルムであって、ナノ粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、ベースナノインプリントフィルムと、ベースナノインプリントフィルム上とナノ粒子の間とに配置された金属酸化物であって、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む金属酸化物とを含む、高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0091】

［００９３］４０． ベースナノインプリントフィルムが、ナノ粒子間に配置されたボイドを含み、金属酸化物が、ボイド内に少なくとも部分的に配置されている、段落３９に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0092】

［００９４］４１． ベースナノインプリントフィルム中のボイドによって占められる体積の少なくとも３％が金属酸化物を含有する、段落４０に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0093】

［００９５］４２． ベースナノインプリントフィルム中のボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が金属酸化物を含有する、段落４１に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0094】

［００９６］４３． ナノ粒子が酸化チタンを含む、段落３９～４２のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0095】

［００９７］４４． 金属酸化物が酸化アルミニウムを含む、段落４３に記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0096】

［００９８］４５． ベースナノインプリントフィルムが、スピンコーティングプロセスを含むインプリントプロセスによるフィルムであり、金属酸化物が、原子層堆積プロセスによって堆積されたコーティングである、段落３９～４４のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0097】

［００９９］４６． ベースナノインプリントフィルムよりも高い硬度、破壊歪み、降伏強度、及び／又はエッチング耐性の値を有する、段落３９～４５のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0098】

［００１００］４７． ベースナノインプリントフィルムよりも低い弾性係数の値を有する、段落３９～４６のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0099】

［００１０１］４８． 高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、請求項３９～４７のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルム。

【0100】

［００１０２］４９． ナノインプリントフィルムを形成する方法であって、処理チャンバ内に多孔性ナノインプリントフィルムを含む基板を位置決めすることであって、多孔性ナノインプリントフィルムが、ナノ粒子とナノ粒子間のボイドとを含み、ナノ粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、基板を位置決めすること、並びに原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス中に高密度化ナノインプリントフィルムを生成するために多孔性ナノインプリントフィルム上とボイドの少なくとも一部分内とに金属酸化物を堆積させることであって、金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、金属酸化物を堆積させることを含む方法。

【0101】

［００１０３］５０． ＡＬＤプロセスが、金属酸化物を堆積させるために、ＡＬＤサイクル中に多孔性ナノインプリントフィルムを金属前駆体及び酸化剤に連続的に曝露することを含む、段落４９に記載の方法。

【0102】

［００１０４］５１． ＡＬＤサイクルが、ＡＬＤプロセス中に金属酸化物を堆積させる間に２回から約５０回繰り返される、段落５０に記載の方法。

【0103】

［００１０５］５２． ボイドによって占められる体積の少なくとも３％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される、段落４９～５１のいずれか１つに記載の方法。

【0104】

［００１０６］５３． ボイドによって占められる体積の約２０％から約９０％が、ＡＬＤプロセスによって金属酸化物で充填される、段落４９～５２のいずれか１つに記載の方法。

【0105】

［００１０７］５４． 高密度化されたナノインプリントフィルムが、ベースナノインプリントフィルムよりも高い硬度、破壊歪み、降伏強度、及び／又はエッチング耐性の値を有する、段落４９～５３のいずれか１つに記載の方法。

【0106】

［００１０８］５５． 高密度化されたナノインプリントフィルムが、ベースナノインプリントフィルムよりも低い弾性率の値を有する、段落４９～５４のいずれか１つに記載の方法。

【0107】

［００１０９］５６． 高密度化されたナノインプリントフィルムの屈折率が、ベースナノインプリントフィルムの屈折率よりも約０．５％から約３０％高い、請求項４９～５５のいずれか１つに記載の方法。

【0108】

［００１１０］５７． ナノ粒子を含むインプリント組成物を基板上に配置すること、インプリント組成物を、パターンを有するスタンプと接触させること、インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換すること、及び多孔性ナノインプリントフィルムからスタンプを除去することを含むインプリントプロセスによって、多孔性ナノインプリントフィルムが基板上に形成される、段落４９～５６のいずれか１つに記載の方法。

【0109】

［００１１１］５８． インプリント組成物を、熱、紫外光、赤外光、可視光、マイクロ波放射、又はそれらの任意の組み合わせに曝露することによって、インプリント組成物が多孔性ナノインプリントフィルムに変換される、段落５７に記載の方法。

【0110】

［００１１２］５９． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を約３００ｎｍから約３６５ｎｍの波長を有する光源に曝露することをさらに含む、段落５７に記載の方法。

【0111】

［００１１３］６０． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を、約３０秒から約１時間の期間にわたって約３０℃から約１００℃の温度に加熱することをさらに含む、段落５７に記載の方法。

【0112】

［００１１４］６１． インプリント組成物を多孔性ナノインプリントフィルムに変換することが、インプリント組成物を、約１分から約１５分の期間にわたって約５０℃から約６０℃の温度に加熱することをさらに含む、段落５７に記載の方法。

【0113】

［００１１５］６２． インプリント組成物が、スピンコーティング、ドロップキャスティング、又はブレードコーティングによって基板上に配置される、段落５７に記載の方法。

【0114】

［００１１６］６３． インプリント組成物が、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの厚さを有する層として基板上に配置される、段落５７に記載の方法。

【0115】

［００１１７］６４． インプリント組成物が、約１００ｎｍから約４００ｎｍの厚さを有する層として基板上に配置される、段落５７に記載の方法。

【0116】

［００１１８］６５． スタンプ上のパターンが、１次元パターン、２次元パターン、又は３次元パターンである、段落５７に記載の方法。

【0117】

［００１１９］６６． 段落３９から４８のいずれか１つに記載の高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置。

【0118】

［００１２０］６７． 段落４９～６５のいずれか１つに記載の方法によって生成された高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置。

【0119】

［００１２１］６８． 高密度化されたナノインプリントフィルムを含む、格子を備えた光学装置であって、高密度化されたナノインプリントフィルムが、ナノ粒子を含むベースナノインプリントフィルムであって、ナノ粒子が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化インジウムスズ、窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、ベースナノインプリントフィルムと、ベースナノインプリントフィルム上とナノ粒子間とに配置された金属酸化物であって、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、金属酸化物とを含む、光学装置。

【0120】

［００１２２］以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。本明細書に記載されるすべての文献は、本明細書の本文と矛盾しない限りにおいて、あらゆる優先文書及び／又は試験手順を含め、参照により本明細書に援用される。上述した概要及び具体的な実施形態から自明であるように、本開示の形態が図示され説明されているが、本開示の本質及び範囲から逸脱せずに、種々の改変を行うことができる。したがって、図示及び説明されている本開示の形態によって本開示が限定されることは意図されていない。同様に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、米国法の解釈での「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という語の同義語であると見なされる。同様に、組成物、要素、又は要素の群が「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という移行表現（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｐｈｒａｓｅ）に先行する場合は常に、組成物、要素、又は群の列挙に続く「から本質的になる」、「からなる」、「からなる群から選択される」、又は「である」という移行表現を有する同組成物又は要素群が想定され、その逆も同様であると理解される。

【0121】

［００１２３］特定の実施形態及び特徴は、一組の数値上限及び一組の数値下限を使用して記載された。別途指示されない限り、任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下方値と任意の上方値との組み合わせ、任意の２つの下方値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上方値の組み合わせを含む範囲が想定されると理解されたい。１つ又は複数の請求項には、特定の下限、上限、及び範囲が記載される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図2A-2B】

【図3】