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特表2023-553691構造化フィルム、及びそれを用いて基材上にパターンを形成する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-25
(54)【発明の名称】構造化フィルム、及びそれを用いて基材上にパターンを形成する方法
(51)【国際特許分類】
B32B 3/30 20060101AFI20231218BHJP
【ＦＩ】
B32B3/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023536849
(86)(22)【出願日】2021-12-15
(85)【翻訳文提出日】2023-06-16
(86)【国際出願番号】 IB2021061796
(87)【国際公開番号】W WO2022130255
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】63/127,678
(32)【優先日】2020-12-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】ウォルク，マーティン ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ブロット，ロバート エル．
(72)【発明者】
【氏名】ゴトリック，ケビン ダブリュ．
(72)【発明者】
【氏名】ライオンズ，クリストファー エス．
(72)【発明者】
【氏名】ネルソン，カレブ ティー．
(72)【発明者】
【氏名】サバティーブ，バディム
(72)【発明者】
【氏名】ネルソン，ジェイムズ エム．
(72)【発明者】
【氏名】シャルト，クレイグ アール．
(72)【発明者】
【氏名】ソロモン，ジェフリー エル．
(72)【発明者】
【氏名】ステンスヴァド，カール ケー．
(72)【発明者】
【氏名】ゼイス，スティーブン ディー．
【テーマコード（参考）】
4F100
【Ｆターム（参考）】
4F100AA21E
4F100AH06C
4F100AK01A
4F100AK01D
4F100AK02A
4F100AK04D
4F100AK07A
4F100AK07D
4F100AK12A
4F100AK12D
4F100AK25A
4F100AK25D
4F100AK41A
4F100AK41D
4F100AK42A
4F100AK45A
4F100AK45D
4F100AK46D
4F100AK49A
4F100AK51A
4F100AK52C
4F100BA05
4F100BA07
4F100BA10A
4F100BA10B
4F100CB00B
4F100EA02
4F100EH46
4F100EH66
4F100EJ42
4F100EJ54
4F100GB41
4F100HB31
4F100JL14D
4F100YY00B
4F100YY00C
4F100YY00E
(57)【要約】
基材上にパターンを形成するための構造化フィルムが、ポリマー性支持層と、接着剤層と、ポリマー性支持層と接着剤層との間に配置されたエッチングレジスト層と、ポリマー性支持層とエッチングレジスト層との間に配置された構造化樹脂層と、エッチングレジスト層と接着剤層との間に配置された１つ以上の非構造化層と、を含む。構造化樹脂層は、複数の加工構造を含む構造化主表面を有する。エッチングレジスト層は、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、構造化主表面を実質的に平坦化する。構造化フィルムを使用して、基材上にパターンを形成する方法が記載される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材上にパターンを形成するための構造化フィルムであって、ポリマー性支持層と、
接着剤層と、
前記ポリマー性支持層と前記接着剤層との間に配置されたエッチングレジスト層と、
前記ポリマー性支持層と前記エッチングレジスト層との間に配置された構造化樹脂層であって、前記構造化樹脂層が、複数の加工構造を備える構造化主表面を備え、前記エッチングレジスト層が、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、前記構造化主表面を実質的に平坦化する、構造化樹脂層と、
前記エッチングレジスト層と前記接着剤層との間に配置された、全厚さが１０マイクロメートル未満である１つ以上の非構造化層と、
を備える、構造化フィルム。
【請求項2】
前記構造化樹脂層が、前記ポリマー性支持層又は前記エッチングレジスト層に剥離可能に取り付けられている、請求項１に記載の構造化フィルム。
【請求項3】
前記構造化樹脂層と前記ポリマー性支持層との間に配置された動的分離層を更に備える、請求項１に記載の構造化フィルム。
【請求項4】
前記エッチングレジスト層が、前記エッチングレジスト層の実質的に構造化されていない主表面と前記複数の加工構造との間に残余層を備え、複数の加工構造の平均高さに対する前記残余層の平均厚さの比が１未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の構造化フィルム。
【請求項5】
前記複数の加工構造が少なくとも２つの異なる高さを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の構造化フィルム。
【請求項6】
前記複数の加工構造が複数のナノ構造を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の構造化フィルム。
【請求項7】
前記１つ以上の非構造化層が少なくとも２つの非構造化層を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の構造化フィルム。
【請求項8】
基材上にパターンを形成する方法であって、ポリマー性支持層と、
１つ以上の非構造化層と、
前記ポリマー性支持層と前記１つ以上の非構造化層との間に配置されたエッチングレジスト層と、
前記ポリマー性支持層と前記エッチングレジスト層との間に配置された構造化樹脂層であって、前記構造化樹脂層が、複数の加工構造を備える構造化主表面を備え、前記エッチングレジスト層が、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、前記構造化主表面を実質的に平坦化し、かつエッチングレジストパターンを画定する、構造化樹脂層と、
を備える構造化フィルムを提供することと、
前記ポリマー性支持層が前記基材から遠ざかる方に向くようにして、前記構造化フィルムを前記基材に接合することと、
前記基材上に配置された少なくとも前記エッチングレジスト層及び前記１つ以上の非構造化層を残して少なくとも前記ポリマー性支持層を除去することと、
前記１つ以上の非構造化層に前記エッチングレジストパターンを転写し、それによって前記基材上に前記パターンを形成するように、前記１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることと、
を順に含む、方法。
【請求項9】
前記構造化フィルムが前記１つ以上の非構造化層上に配置された接着剤層を備え、前記構造化フィルムを前記基材に接合することが、前記接着剤層を用いて前記構造化フィルムを前記基材に接着することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることが、前記エッチングレジスト層を貫通して前記１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることを含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項11】
前記構造化フィルムが、前記１つ以上の非構造化層と前記エッチングレジスト層との間に配置されたマスク層を更に備え、前記１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることが、パターン化されたマスク層を形成するように、第１のエッチングステップで前記エッチングレジスト層を貫通して前記マスク層の一部分をエッチングすることと、
前記基材上に前記パターンを形成するように、第２のエッチングステップで前記パターン化されたマスク層を貫通して前記１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることと、を含む、
請求項８又は９に記載の方法。
【請求項12】
基材と、前記基材上に配置された光学的に透明なエッチング停止層と、
前記エッチング停止層上に配置された構造化フィルムであって、１つ以上のパターン化層と、前記１つ以上のパターン化層を前記エッチング停止層に接合する接着剤層とを備える、構造化フィルムと、
を備える、光学物品であって、
前記構造化フィルムが、隣接する構造を分離する複数の空隙を画定する複数の構造を備え、前記空隙のうち少なくともいくつかが前記構造化フィルムを貫通して前記エッチング停止層まで延在する、
光学物品。
【請求項13】
前記接着剤層の平均厚さが１００ｎｍ未満である、請求項１２に記載の光学物品。
【請求項14】
前記１つ以上のパターン化層が、パターン化無機層を備える、請求項１２又は１３に記載の光学物品。
【請求項15】
導波路と、前記導波路上に配置された構造化フィルムと、を備える、光学物品であって、前記構造化フィルムが、
前記構造化フィルムを前記導波路に接合するオプティカルボンディング層と、
前記オプティカルボンディング層上に配置された１つ以上のパターン化層であって、前記１つ以上のパターン化層が、１つ以上の非構造化層をパターン化することによって形成され、前記１つ以上の非構造化層の実質的に垂直な入射光に対する光透過率が、少なくとも４００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内の第１の波長Ｗ１について、少なくとも５０％である、１つ以上のパターン化層と、
前記１つ以上のパターン化層と前記オプティカルボンディング層との間に配置されたエッチング停止層であって、前記エッチング停止層の実質的に垂直な入射光に対する光透過率が、少なくとも前記第１の波長Ｗ１について少なくとも５０％である、エッチング停止層と、を備え、
前記オプティカルボンディング層の屈折率が、少なくとも前記第１の波長Ｗ１について０．１未満の虚数部を有し、前記オプティカルボンディング層の平均厚さが、５ｎｍ超かつ１／４Ｗ１未満である、
光学物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
ナノ構造化物品などの構造化物品は、光学メタサーフェス適用例などの光学適用例を含む様々な適用例に有用である。
【発明の概要】
【0002】
本明細書は概して、基材上にパターンを形成するために使用できる構造化フィルム、構造化フィルムを使用して基材上にパターンを形成する方法、及び基材上に配置された構造化フィルムを含む物品に関する。
【0003】
本明細書のいくつかの態様では、基材上にパターンを形成するための構造化フィルムを提供する。構造化フィルムは、ポリマー性支持層、接着剤層と、ポリマー性支持層と接着剤層との間に配置されたエッチングレジスト層と、ポリマー性支持層とエッチングレジスト層との間に配置された構造化樹脂層と、エッチングレジスト層と接着剤層との間に配置された、全厚さが１０マイクロメートル未満である１つ以上の非構造化層と、を含む。構造化樹脂層は、複数の加工構造（engineered structure）を含む構造化主表面を有する。エッチングレジスト層は、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、構造化主表面を実質的に平坦化する。
【0004】
本明細書のいくつかの態様では、基材上にパターンを形成する方法を提供する。この方法では、ポリマー性支持層と、１つ以上の非構造化層と、ポリマー性支持層と１つ以上の非構造化層との間に配置されたエッチングレジスト層と、ポリマー性支持層とエッチングレジスト層との間に配置された構造化樹脂層とを含む、構造化フィルムを利用することができる。構造化樹脂層は、複数の加工構造を含む構造化主表面を有する。エッチングレジスト層は、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、構造化主表面を実質的に平坦化し、かつエッチングレジストパターンを画定する。この方法は、構造化フィルムを提供することと、ポリマー性支持層が基材から遠ざかる方に向くようにして、構造化フィルムを基材に接合することと、基材上に配置された少なくともエッチングレジスト層及び１つ以上の非構造化層を残して少なくともポリマー性支持層を除去することと、１つ以上の非構造化層にエッチングレジストパターンを転写し、それによって基材上にパターンを形成するように、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることと、を順に含む。
【0005】
本明細書のいくつかの態様では、光学物品を提供する。光学物品は、基材と、基材上に配置された光学的に透明なエッチング停止層と、エッチング停止層上に配置された構造化フィルムとを含む。構造化フィルムは、１つ以上のパターン化層と、１つ以上のパターン化層をエッチング停止層に接合する接着剤層とを含む。構造化フィルムは、隣接する構造を分離する複数の空隙を画定する複数の構造を含む。空隙のうち少なくともいくつかは、構造化フィルムを貫通してエッチング停止層まで延在する。
【0006】
本明細書のいくつかの態様は、導波路と、導波路上に配置された構造化フィルムと、を含む光学物品を提供する。構造化フィルムは、構造化フィルムを導波路に接合するオプティカルボンディング層と、オプティカルボンディング層上に配置された１つ以上のパターン化層と、１つ以上のパターン化層とオプティカルボンディング層との間に配置されたエッチング停止層と、を含む。１つ以上のパターン化層は、１つ以上の非構造化層にパターンを形成することによって形成され、１つ以上の非構造化層の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも４００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内の第１の波長Ｗ１について、少なくとも５０％である。エッチング停止層の実質的に垂直な入射な光に対する光透過率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について少なくとも５０％である。オプティカルボンディング層の屈折率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について０．０１未満の虚数部を有し、オプティカルボンディング層の平均厚さは、５ｎｍ超かつ１／４Ｗ１未満である。
【0007】
これら及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、いかなる場合も、この簡潔な概要は、特許請求の範囲の主題を限定するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】いくつかの実施形態による、構造化フィルムの概略断面図である。
【図1B】いくつかの実施形態による、構造化フィルムの概略断面図である。
【図2A】基材上にパターンを形成する方法を概略的に示す。
【図2B】基材上にパターンを形成する方法を概略的に示す。
【図3A】いくつかの実施形態による、構造化フィルムを使用して形成することができる物品の概略断面図である。
【図3B】いくつかの実施形態による、構造化フィルムを使用して形成することができる物品の概略断面図である。
【図3C】いくつかの実施形態による、構造化フィルムを使用して形成することができる物品の概略断面図である。
【図4A】いくつかの実施形態による、例示的な構造化フィルムの概略断面図である。
【図4B】いくつかの実施形態による、例示的な構造化フィルムの概略断面図である。
【図5A】いくつかの実施形態による、２つの異なる高さを有する構造を有するエッチングレジスト層を含む物品の概略断面図である。
【図5C】複数の高さを有する加工構造を含むパターンを基材上に形成する方法の概略図である。
【図6】いくつかの実施形態による、基材上に配置された構造化フィルムを含む物品の概略断面図である。
【図7】いくつかの実施形態による、１つ以上の非構造化層に入射する光を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも正確な比率の縮尺ではない。本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得ることを理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されない。
【0010】
ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は、３段階プロセスでエッチングウェハの表面をナノパターン化する方法である。まず、エッチング基材の表面上にナノインプリントレジストをスピンコーティングする。次に、ナノパターン化されたテンプレートウェハを使用して、コーティングされたレジスト層を成形する。最後に、構造化されたレジスト層と共にエッチングウェハを、レジスト層からエッチングウェハ又はエッチングウェハ表面上のパターン転写層に構造を転写するために使用される反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プロセスにかける。ＮＩＬは、例えば、Ｓｍｉｔｈらの「Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｓｔｅｐ ａｎｄ Ｆｌａｓｈ ｉｍｐｒｉｎｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ ｇａｔｅ－ｌｅｖｅｌ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｏｆ ａ ＭＯＳＦＥＴ ｄｅｖｉｃｅ」、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ５０３７、Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＶＩＩ、（２００３年６月１６日）、ｄｏｉ：１０．１１１７／１２．４９０１４２、及び、例えば、Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（マイクロリソグラフィ）、（著者：Ｄ．Ｒｅｓｎｉｃｋ及びＨ．Ｓｃｈｉｆｔ、第３版、編者：Ｂ．Ｓｍｉｔｈ、Ｋ．Ｓｕｚｕｋｉ、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｆｒａｎｃｉｓ ａｎｄ Ｔａｙｌｏｒ、２０２０年５月２１日）、ＩＳＢＮ ９７８１４３９８７６７５６の、５９４～６７５頁、第１１章「インプリントリソグラフィ」に記載されている。他のナノ構造化物品が、例えば、国際特許出願公開第２０２０／０９５２５８号（Ｖａｎ Ｌｅｎｇｅｒｉｃｈら）及び同第２０２０／０９７３１９号（Ｗｏｌｋら）に記載されている。
【0011】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、フィルムの使用者がレジスト層をスピンコーティング及び成形する必要なく、基材上にパターン化層を形成できるようになる構造化フィルムが提供される。この構造化フィルムを、連続的なロールツーロールプロセス又はロールツープレートプロセスで使用して、従来のＮＩＬバッチプロセスよりも実質的により効率的に基材上に構造を形成し得る。この構造化フィルムを使用して、従来のＮＩＬバッチプロセスで使用される半導体ウェハフォーマットよりも、又は、大型フォーマットＮＩＬ若しくはロールツープレートＮＩＬで典型的に使用されるディスプレイガラス基材よりも実質的に大きな基材上に構造を形成し得る。いくつかの実施形態では、この構造化フィルムは、基材のある領域上に構造を形成するために使用され、この領域の最大寸法は、例えば１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、又は６００ｎｍを超える。いくつかの実施形態では、この構造化フィルムの最大寸法は、例えば、４ｍ超、又は５ｍ超、又は１０ｍ超、又は５０ｍ超、又は１００ｍ超である。いくつかの実施形態では、構造化フィルムのロールが提供される。いくつかの実施形態では、ロールはシート形態に変換される。
【0012】
構造化フィルムは、パターン化されたエッチングレジスト層と、１つ以上の非構造化層とを含むことができる。構造化フィルムを基材に接合することができ、次いで、１つ以上の以前に構造化されていない層へのエッチングによってエッチングレジスト層からパターンを転写して、基材上にパターンを形成することができる。
【0013】
図１Ａは、いくつかの実施形態による、構造化フィルム１００の概略断面図である。図１Ｂは、いくつかの実施形態による、構造化フィルム１０３の概略断面図である。図１Ｃは、構造化フィルム１００を作製する方法の概略図である。構造化フィルム１００は、構造化フィルムを基材に接合するための層１４０を含む。層１４０は、例えば光学的に透明な接着剤層などの、接着剤層であってもよい。構造化フィルム１００は、エッチングレジスト層１２５と、１つ以上の非構造化層１３５とを含み、この非構造化層は、構造化フィルム１００が基材に接合された後にエッチングレジスト層１２５を貫通してエッチングすることによってパターン化され得る（例えば、図２Ａ参照）。いくつかの実施形態では、構造化フィルム１００は、ポリマー性支持層１３０と、接着剤層１４０と、ポリマー性支持層１３０と接着剤層１４０との間に配置されたエッチングレジスト層１２５と、ポリマー性支持層１３０とエッチングレジスト層１２５との間に配置された構造化樹脂層１２７と、エッチングレジスト層１２５と接着剤層１４０との間に配置された、全厚さが１０マイクロメートル未満である１つ以上の非構造化層と、を含む。１つ以上の非構造化層は、図１Ａでは単一の層として概略的に示されているが、複数の層（例えば、図４Ｂに示される層１３５ａ、１３５ｂ）を含み得る層（単数又は複数）１３５を指してもよく、あるいは、層１３５、１３１、及び１３７を含む層１３５’を指してもよい。いくつかの実施形態では、層１３１はマスク層（例えば、パターン化されるように適合された層であり、そのパターン化された層を次いで、１つ以上の層１３５をパターン化するためのエッチングマスクとして使用できるようになっている）である。マスク層は、ハードマスク層とも称され得る。いくつかの実施形態では、層１３７はエッチング停止層（例えば、エッチングプロセスで共通のエッチング深さを提供するように適合された層）である。
【0014】
層（単数又は複数）１３５の全厚さはｓ１であり、層１３５’の全厚さはｓ１’である。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層の全厚さ（例えば、ｓ１及び／又はｓ１’）は、１０マイクロメートル未満、又は５マイクロメートル未満、又は２マイクロメートル未満、又は１マイクロメートル未満、又は０．５マイクロメートル未満である。いくつかのそのような実施形態では、又は他の実施形態では、全厚さは少なくとも１０ｎｍである。いくつかのそのような実施形態では、又は他の実施形態では、層１３５（単数又は複数）及び／又は層１３５’は、層１３５（単数又は複数）及び／又は１３５’が自己支持型でないほど十分に薄い。自己支持層（単数又は複数）とは、通常の取り扱い中に、一切の追加の支持層なしで形状を維持する（例えば、層（単数又は複数）が折り重なること又はしわくちゃになることなく、長さ及び幅を維持する）ことができ、完全性（例えば、破れ又は亀裂がない）を維持することができる層である。層１３５（単数又は複数）及び／又は１３５’は、それらの層（単数又は複数）が、例えばポリマー性支持層１３０などの追加の層（単数又は複数）なしでは形状及び／又は完全性を維持することができないほど十分に薄くてもよい。
【0015】
構造化樹脂層１２７は、複数の加工構造１２９を含む構造化主表面１２８を有する。エッチングレジスト層１２５は、隣接する加工構造１２９間の空間を少なくとも部分的に充填して、構造化主表面１２８を実質的に平坦化する（すなわち、エッチングレジスト層１２５の主表面１２１などの実質的に平坦な主表面を画定する）。エッチングレジスト層１２５は、構造化主表面１２８によって画定されたエッチングレジストパターン１１１（例えば、図２Ａ参照）を有し得る。エッチングレジスト層１２５は、構造化樹脂層１２７の構造化主表面１２８に面する主表面２２８を有する。主表面２２８は、典型的には、構造化主表面１２８に実質的に合致する（例えば、合致状態からの偏差が、ｔ２の２０％以下又は１０％以下である）。
【0016】
いくつかの実施形態では、加工構造１２９は、直交方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）に長さ及び幅を有し、ここで各方向は厚さ方向（ｚ方向）に直交する。いくつかの実施形態では、複数の加工構造１２９は複数のナノ構造である、又はそれらを含む。ナノ構造は、約１ｎｍ～約１０００ｎｍの範囲内の、少なくとも２つの直交寸法（例えば、高さ、長さ、及び幅のうち少なくとも２つ）を有する構造である。加工構造（例えば、加工されたナノ構造）は、意図的に所定の幾何学的形状（例えば、所定の長さ、幅、及び高さ）で作製された構造である。加工構造の代表的な形状のうちいくつかには、長方形、三角形及び台形の角柱と、フィンと、円筒形及び切頭円錐形の形状の柱と、他のそのような形状とが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、加工構造の平均アスペクト比（高さを、長さ又は幅又は（高さに直交する）最大横方向寸法で除算したもの）は、例えば少なくとも０．５、又は少なくとも１、又は少なくとも２、又は少なくとも５、又は少なくとも１０である。いくつかの実施形態では、加工構造は、少なくとも１度、又は少なくとも２度、又は少なくとも３度の、垂直ではない側壁角を有する。他の実施形態では、加工構造は垂直な側壁を有してもよい。加工構造は、適用例の機能性及び製造可能性に応じて、規則的な又は不規則の（例えば、構造がランダムに配列されているように見えるが、基礎となる決定論的プロセスから形成される擬似ランダム分布の）ピッチ、配向、及び／又は形状で配置することができる。
【0017】
いくつかの実施形態では、エッチングレジスト層１２５は、エッチングレジスト層１２５の実質的に構造化されていない主表面１２１と複数の加工構造１２９との間に残余層１４２を含む。残余層は、エッチングレジスト層の、加工構造１２９の上面の（正のｚ方向において）上方にある部分として記載され得る。いくつかの実施形態では、複数の加工構造の平均高さｔ２に対する残余層１４２の平均（非加重平均）厚さｔ１の比は、１未満、又は０．５未満、又は０．３未満、又は０．２５未満である。いくつかの実施形態では、ｔ１／ｔ２は、例えば０．００１～０．５の範囲内である。主表面１２１は、その表面内に存在し得る任意の構造の高さが平均高さｔ２よりも実質的に小さい（例えば、平均高さｔ２の２０％未満、又は１０％未満、又は５％未満、又は３％未満）場合、実質的に構造化されていないとみなすことができる。主表面１２１は、横断方向において（例えば、ｘ－ｙ平面内で）長さスケールで平均高さｔ２よりも実質的に大きい（例えば、ｔ２の１００倍又はｔ２の１０００倍）平面性からの任意の偏差が、平均高さｔ２よりも実質的に小さい（例えば、平均高さｔ２の２０％未満、又は１０％未満、又は５％未満、又は３％未満）場合、実質的に平坦であるとみなすことができる。いくつかの実施形態では、実質的に平坦化された表面の平坦化量（Ｐ％）は、５０％超、より好ましくは７５％超、最も好ましくは９０％超であり、平坦化量はＰ＝（１－（ａ１／ａ２））＊１００％によって与えられ、式中、ａ１は表面層（例えば、実質的に平坦化している層）のレリーフ高さであり、ａ２は表面層によって覆われたフィーチャのフィーチャ高さであり、これについては、Ｐ．Ｃｈｉｎｉｗａｌｌａ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｄｖ．Ｐａｃｋａｇｉｎｇ ２４（１）、２００１、４１に詳細に開示されている。いくつかの実施形態では、主表面１２１の面Ｒａは、３０ｎｍ未満、又は２０ｎｍ未満、又は１０ｎｍ未満、又は５ｎｍ未満、又は２ｎｍ未満、又は１ｎｍ未満、又は０．５ｎｍ未満である。
【0018】
層１４０は、所与の適用例に好適な範囲の平均厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、層１４０の平均厚さｔａは、２５０ｎｍ未満、又は２００ｎｍ未満、又は１５０ｎｍ未満、又は１００ｎｍ未満、又は７５ｎｍ未満、又は５０ｎｍ未満、又は４０ｎｍ未満、又は３０ｎｍ未満である。いくつかのそのような実施形態では、又は他の実施形態では、平均厚さｔａは、少なくとも５ｎｍ、又は少なくとも１０ｎｍ、又は少なくとも１５ｎｍである。いくつかの実施形態では、光学適用例については、例えば、平均厚さｔａは対象となる波長の１／４未満であるように選択される。例えば、可視光については、平均厚さが１００ｎｍ未満又は実質的に１００ｎｍ未満（例えば、５０ｎｍ未満）であることが好ましいことがあるが、近赤外光については、平均厚さは、例えば最大２５０ｎｍであってもよく、より長い波長が対象である場合には更に大きくてもよい。対象となる波長の１／４未満の厚さを有することにより、１つ以上の非構造化層内に形成される、結果の構造が、例えば、基材内でエバネッセント波に結合できるようになる。これにより、結果の構造を、例えば、光抽出に使用できるようになる。エバネッセント波との結合が対象ではない適用例では、平均厚さｔａには特に制限はなく、例えば、１０ｎｍ～５マイクロメートルの範囲内であってもよい。
【0019】
層１４０は、ポリマー又はモノマーのボンディング層とすることができ、かつ／又は光学的に透明な接着剤層であってもよい。好適な光学的に透明な接着剤として、例えば、Ｎｏｒｌａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｕｒｙ、ＮＪ）から入手可能なものが挙げられる。他の好適な接着剤として、例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ）からＣＹＣＬＯＴＥＮＥの商品名で入手可能なものなどの熱硬化性材料が挙げられる。更に他の好適な接着剤として、例えば、ＫＲＡＴＯＮ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｈｕｓｔｏｎ、ＴＸ）からＫＲＡＴＯＮの商品名で入手可能なものなどの熱活性化接着剤が挙げられる。薄い接着剤層（例えば、５０ｎｍ未満の厚さ）を含めて、好適な接着剤層が、例えば、米国特許第７，５２１，７２７号（Ｋｈａｎａｒｉａｎら）、同第７，０５３，４１９号（Ｃａｍｒａｓら）、同第６，７０９，８８３号（Ｙａｎｇら）、及び同第６，６８２，９５０号（Ｙａｎｇら）に記載されている。
【0020】
図１Ｂは構造化フィルム１０３の概略断面図であり、構造化フィルム１０３は、構造化樹脂層１２７とポリマー性支持層１３０との間に任意選択の追加層１３３が配置されていること、及び、ポリマー性支持層１３０と構造化樹脂層の間に別の任意選択の追加層１３２が配置されていることを除いて、構造化フィルム１００に相当し得る。追加層１３３は、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、（例えば、照射による）活性化時にポリマー性支持層１３０と構造化樹脂層１２７との分離を容易にするように適合されていてもよい、動的分離層であってもよい。本明細書に記載される他の構造化フィルム（例えば、図４Ａ～図４Ｂに概略的に示される構造化フィルム）は、任意選択的に追加層１３３及び／又は追加層１３２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、追加層１３３が含まれ、追加層１３２は省略される。いくつかの実施形態では、追加層１３２が含まれ、追加層１３３は省略される。
【0021】
図１Ｃは、構造化フィルム１００を作製する方法の概略図である。図１Ｃの方法は、例えば、連続的なロールツーロールプロセスで実行されてもよい。ステップＡ０で、ポリマー性支持層１３０上に構造化樹脂層１２７を形成する。ポリマー性支持層１３０は、例えば、寸法安定化（例えば、ヒートセット）され得るポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム又はポリカーボネートフィルムであってもよい。ポリマー性支持層１３０に好適な他の材料として、例えば、他のポリエステル又はコポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、及び環状オレフィンコポリマーが挙げられる。
【0022】
構造化樹脂層１２７は、異なるパターン印刷技術、転写技術、タイリング技術、複写技術、又は複製技術を使用して形成することもでき、これらの技術には、例えば、フォトリソグラフィ法、電子ビームリソグラフィ法、グレースケールリソグラフィ法、２光子リソグラフィ法、若しくはナノインプリントリソグラフィ法、又はマイクロコンタクト印刷法（μＣＰ）によって製造されたマスターモールドが挙げられ得る。構造化樹脂層１２７に好適な材料として、アクリレート成分又はメタクリレート成分を含むものなどの重合性組成物、及び、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエステル、又はポリアミドなどの熱可塑性材料が挙げられる。熱可塑性材料は、例えば、米国特許第３，５１５，７７８号（Ｆｉｅｌｄｓら）及び同第４，０９７，６３４号（Ｂｅｒｇｈ）に全般的に記載されているように、ツールの構造化された表面に熱及び圧力を用いて成形され、冷却によって硬化されてもよい。構造化樹脂層１２７は、例えば、ポリマー性支持層１３０よりも低い温度で流動する熱可塑性材料から作製されてもよい。いくつかのそのような実施形態で、又は他の実施形態では、構造化樹脂層１２７とポリマー性支持層１３０とを境界面が分離する。あるいは、いくつかの実施形態では、構造化樹脂層１２７及びポリマー性支持層１３０は、例えば、構造化樹脂層１２７及びポリマー性支持層１３０がモノシリック体を形成するように、同じ熱可塑性材料から作製されてもよい。複製技術（例えば、ナノ複製）は、例えば、ツールの構造化表面に樹脂を注型し、硬化させることを含むことができる。構造化樹脂層１２７は、例えば、架橋アクリレート層又はメタクリレート層であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、樹脂はアクリル樹脂であり、樹脂を硬化させることは、樹脂を架橋させることを含む。好適な注型及び硬化の方法、並びにこのような方法で使用するのに好適な樹脂が、例えば、米国特許第５，１７５，０３０号（Ｌｕら）及び同第５，１８３，５９７号（Ｌｕ）、並びに米国特許出願公開第２０１２／００６４２９６号（Ｗａｌｋｅｒ，ＪＲ．ら）に記載されている。構造化樹脂層１２７を形成するための他の有用な方法及び／又は材料が、例えば、米国特許第８，６５８，２４８号（Ａｎｄｅｒｓｏｎら）、同第５，８１１，１８３号（Ｓｈａｗら）、及び同第６，０４５，８６４号（Ｌｙｏｎｓら）に記載されている。構造化されたツールは、ツーリングマスター、その金属コピー、ツーリングマスター又はその金属コピーのいずれかのポリマーコピー、そのようなポリマーコピーのポリマーコピー、直接書き込まれたツール又はそのコピー、構造化ライナーのコピー又はそのコピーを調製するために、フォトリソグラフィ又は電子ビームリソグラフィなどの、任意の好適な製造方法を使用して製造されてもよい。好適な製造方法が、例えば、国際出願公開第２００９／００２６３７号（Ｚｈａｎｇら）、並びに米国特許出願公開第２００７／００６５６３６号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）及び同第２０１４／０１９３６１２号（Ｙｕら）、並びに米国特許第８，４６０，５６８号（Ｄａｖｉｄら）に記載されている。ツールは、例えばダイヤモンド旋削によって作られてもよい。例示的なダイヤモンド旋削のシステム及び方法が、例えば、米国特許第７，３５０，４４２号（Ｅｈｎｅｓら）、同第７，３２８，６３８号（Ｇａｒｄｉｎｅｒら）、及び同第６，３２２，２３６号（Ｃａｍｐｂｅｌｌら）に記載されている。サブ波長回折格子のパターン化の一例が、Ｃｈｕｎ－Ｗｅｉ Ｌｉｕ、Ｊｉｗａｎｇ Ｙａｎ、Ｓｈｉｈ－Ｃｈｉｅｈ Ｌｉｎ著、「Ｄｉａｍｏｎｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｒｏｌｌ－ｔｏ－ｒｏｌｌ ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍｏｌｄｓ ｆｏｒ ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｇｒａｔｉｎｇｓ」、Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．５５（６）、０６４１０５（２０１６）、ＤＯＩ：１０．１１１７／１．ＯＥ．５５．６．０６４１０５．）に記載されている。
【0023】
ステップＢ０で、構造化樹脂層上にエッチングレジスト層１２５を（例えばコーティングによって）配置する。ステップＣ０で、エッチングレジスト層１２５上に層１３５’を堆積させる。ステップＤ０で、層１３５’上に接着剤層１４０を（例えばコーティングによって）配置する。マスク層１３１、エッチング停止層１３７、及び層（単数又は複数）１３５は、材料タイプ、層厚さを考慮して、様々な堆積方法を使用して堆積され得る。好適な堆積方法として、例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）法、スパッタコーティング法、物理気相成長（ＰＶＤ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法、又はこれらの組み合わせが挙げられ得る。スロットダイコーティング、スライドコーティング、カーテンコーティング、ナイフコーティング、ブレードコーティング、ディップコーティング、及びスピンコーティングなどの、当該技術分野で知られているコーティング方法を使用して、平坦な、又は構造化された表面上に薄層又はフィルムをコーティングすることができる。スロットダイコーティング機器について、例えば、米国特許第５，６３９，３０５号（Ｂｒｏｗｎら）及び同第７，５９１，９０３号（Ｍａｉｅｒら）に記載されている。スピンコータについて、例えば、米国特許第６，０３３，７２８号（Ｋｉｋｕｃｈｉら）に記載されている。
【0024】
いくつかの実施形態では、構造化フィルム１００若しくは１００’（例えば図２Ｂ参照）又は本明細書に記載の他の構造化フィルムは、ポリマー性支持層１３０と、１つ以上の非構造化層１３５若しくは１３５’と、ポリマー性支持層１３０と１つ以上の非構造化層との間に配置されたエッチングレジスト層１２５と、ポリマー性支持層１３０とエッチングレジスト層１２５との間に配置された構造化樹脂層１２７と、を含み、構造化樹脂層１２７は、複数の加工構造を含む構造化主表面１２８を有し、エッチングレジスト層１２５は、隣接する加工構造間の空間を少なくとも部分的に充填して、構造化主表面１２８を実質的に平坦化し、かつエッチングレジストパターン１１１を画定する（例えば、図２Ａ参照）。構造化フィルム１００若しくは１００’、又は本明細書に記載される他の構造化フィルムは、図２Ａ～図２Ｂに概略的に示すように、基材１２０上にパターン１１０を形成するために使用することができる。いくつかの実施形態では、方法は、構造化フィルム１００又は１００’を提供することと、ポリマー性支持層１３０が基材から遠ざかる方に向くようにして、構造化フィルムを基材１２０に接合すること（例えば、接着剤層１４０を用いて構造化フィルムを基材に接着すること）（図２ＡのステップＡ又は図２ＢのステップＡ’）と、基材１２０上に配置された少なくともエッチングレジスト層１２５及び１つ以上の非構造化層１３５又は１３５’を残して少なくともポリマー性支持層１３０を除去すること（ステップＢ又はＣ）と、１つ以上の非構造化層にエッチングレジストパターン１１１を転写し、それによって基材１２０上にパターン１１０を形成するように、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすること（ステップＥ）と、を順に含む。いくつかの実施形態では、例えば、図１Ａ～図１Ｂ及び図２Ａに概略的に示すように、構造化フィルムは、１つ以上の非構造化層上に配置された接着剤層１４０を含む。いくつかの実施形態では、図２Ｂに概略的に示すように、例えば、構造化フィルム１００’を基材１２０に接合することは、基材１２０上に接着剤層１４０を配置し、次いで、接着剤層１４０上に構造化フィルム１００’を配置することを含む。
【0025】
いくつかの実施形態では、エッチングレジストパターン１１１と基材１２０上のパターン１１０とは、実質的に同じ幾何学的形状を有する（例えば、エッチングレジストパターン１１１の構造の長さ、幅及び厚さの各々が、パターン１１０の構造のそれぞれの長さ、幅及び厚さの２０％以内、又は１０％以内であってもよい）。他の実施形態では、エッチングレジストパターン１１１と基材１２０上のパターン１１０とは、平面図では実質的に同じパターンを有する（例えば、エッチングレジストパターン１１１の構造の長さ及び幅のそれぞれが、パターン１１０の構造の各々の長さ及び幅の２０％以内、又は１０％以内であってもよい）が、エッチング条件によって調整し得る、異なる厚さ又は高さを有してもよい。
【0026】
いくつかの実施形態では、構造化樹脂層１２７は、ポリマー性支持層１３０又はエッチングレジスト層１２５に剥離可能に取り付けられている。いくつかの実施形態では、構造化樹脂層１２７は、エッチングレジスト層１２５に恒久的に取り付けられており、ポリマー性支持層１３０に剥離可能に取り付けられている。このことは図２ＡのステップＢに概略的に表されている。この場合、構造化フィルム１００若しくは１００’又は他の構造化フィルムを使用して、基材１２０上にパターン１１０を形成する方法は、構造化樹脂層１２７をエッチング（例えば、反応性イオンエッチング）してエッチングレジスト層１２５のエッチングレジストパターン１１１を露出させるステップ（ステップＤ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、構造化樹脂層１２７は、エッチングレジスト層１２５に剥離可能に取り付けられており、ポリマー性支持層１３０に恒久的に取り付けられている。このことは図２ＡのステップＣに概略的に示されている。図２ＡのステップＣ又はステップＤの結果、物品１０５が得られ、この物品は、エッチングレジスト層１２５を含み、かつ、エッチングレジスト層１２５と基材１２０との間に配置された１つ以上の非構造化層１３５を含んでおり、１つ以上の非構造化層１３５を接着剤層１４０が基材１２０に接合している。
【0027】
いずれの層にもほとんど又は全く損傷を与えることなく（例えば、正常視力（２０／２０ｖｉｓｉｏｎ）の人が裸眼では容易に損傷を見ることができないほどの少ない損傷）互いに分離することができる場合、２つの層は互いに剥離可能に取り付けられている。第１の層と第２の層が互いに剥離可能に取り付けられていることは、第１の層と第２の層との間に第３の層（及び任意選択的に、追加の層）が配置されており、第３の層が第１の層と第２の層の分離を容易にするように適合されている場合を含む（例えば、第３の層は、第１の層及び第２の層のうち少なくとも１つから分裂又は分離するように適合されていてもよい）。第３の層は、（例えば、照射又は化学活性化又は熱活性化による）第３の層の活性化後にのみ、第１の層と第２の層の分離を容易にするように適合されていてもよい。例えば、第３の層は動的分離層であってもよい。動的分離層は、（例えば、照射によって分離層を活性化することによって）第１の状態から少なくとも第２の状態に変化させることができる層であり、この層により、第１の状態では少なくとも１つの隣接層に対して接着性が高くなり、第２の状態ではこの少なくとも１つの隣接層に対して接着性が低くなる。例えば、動的分離層は、光誘起応力モード剥離層（例えば、架橋することができるポリマー層、又は架橋の増加によって隣接層（単数又は複数）からの剥離を容易にする応力が生成されるように照射時に更に架橋することができるポリマー層）及び／又は光熱変換（ＬＴＨＣ）層であってもよい。動的分離層は、複数の副層を含んでもよい。好適な動的分離層として、カーボンブラックナノ複合材料、薄い光吸収性金属（例えば、アルミニウム、チタン、又はクロム）層、アクリレート層などのポリマー層によって分離された薄い（例えば、１０～３０ｎｍ）金属（例えば、アルミニウム、チタン、又はクロム）層によって画定されるものなどの光吸収性光学キャビティ、が挙げられる。動的分離層は、例えば、３Ｍ Ｌｉｇｈｔ－Ｔｏ－Ｈｅａｔ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃｏａｔｉｎｇ（ＬＴＨＣ）Ｉｎｋ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮから入手可能）から形成することができる。他の好適な動的分離層として、例えば、米国特許第７，９７７，８６４号（Ｂｅｌｌｍａｎｎら）及び同第７，６７０，４５０号（Ｌａｍａｎｓｋｙら）に記載されているＬＴＨＣ層が挙げられる。動的分離層は、Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ Ｃｏｒｐ．（Ｊｕｐｉｔｅｒ，ＦＬ）から入手可能なものなどの可溶性近赤外（ＮＩＲ）染料を含んでもよい。
【0028】
図１Ｂに概略的に示した層１３３は、動的分離層であってもよい。いくつかの実施形態では、層１３３と構造化樹脂層１２７との間に任意選択の追加ポリマー層１３２が配置される。層１３３は、活性化時に追加の基材層１３２に剥離可能に取り付けられるように適合された動的分離層であってもよい。この場合、動的分離層１３３は、動的分離層１３３と追加のポリマー層１３２との間の分割境界面における分離を容易にすることによって、活性化時にポリマー性支持層１３０と構造化樹脂層１２７との分離を容易にするように適合されていると記載され得る。
【0029】
構造化フィルムは、構造化樹脂層１２７とポリマー性支持層１３０との間に分割層を含むことによって、又は、構造化樹脂層１２７とポリマー性支持層１３０との間に動的分離層１３３（例えば、ＬＴＨＣ層）を含み、動的分離層を活性化する（例えば、ＬＴＨＣ層を照射する）ことによって、構造化樹脂層１２７がポリマー性支持層１３０に剥離可能に取り付けられるように構成することができる。放射は、レーザ、ランプ、又は他の放射源からの、可視放射、赤外放射、又は紫外放射を含む１つ以上の波長を含むことができる。有用な放射条件が、例えば、米国特許第７，９７７，８６４号（Ｂｅｌｌｍａｎｎら）に記載されている。分割層は、例えば低表面エネルギー層であってもよい、又は、例えば、米国特許第９，４１５，５６１号（Ｌｉｎｄｑｕｉｓｔら）に全般的に記載されているように、ポリマー性支持層１３０と共押出され、ポリマー性支持層１３０に弱く接着された層であってもよい、静的分離層である。例えば、いくつかの実施形態では、図１Ｂの層１３３は省略され、層１３２はポリマー性支持層１３０と共押出された分割層である。分割層又は動的分離層なしで、構造化樹脂層１２７がポリマー性支持層１３０に恒久的に取り付けられていてもよい。構造化フィルムは、低表面エネルギー材料による構造化主表面１２８の剥離処理によって、構造化樹脂層１２７のプラズマ誘起フッ素化によって、又は、構造化樹脂層１２７への乏しい接着を促す（例えば、シリコーン成分の添加による）エッチングレジスト層１２５の配合によって、構造化樹脂層１２７がエッチングレジスト層１２５に剥離可能に取り付けられるように構成することができる。そのような処理又は添加剤なしで、構造化樹脂層１２７がエッチングレジスト層１２５に恒久的に取り付けられていてもよい。
【0030】
いくつかの実施形態では、構造化フィルム１００、１００’又は本明細書に記載の他の構造化フィルムは、エッチングレジスト層１２５と１つ以上の非構造化層１３５との間に配置されたマスク層１３１を含む。いくつかのそのような実施形態又は他の実施形態では、構造化フィルム１００、１００’又は他の構造化フィルムは、１つ以上の非構造化層１３５上に（例えば、マスク層１３１の反対側に、かつ／又は、１つ以上の非構造化層１３５と接着剤層１４０との間に）配置されたエッチング停止層１３７を含む。
【0031】
図３Ａ～図３Ｃは、それぞれ物品３５０～３５２の概略断面図であり、これらの物品は、図２Ａに概略的に示した物品１０５をエッチングすることによって、又は、物品３５２については、マスク層１３１がないことを除いて物品１０５に相当する物品をエッチングすることによって、形成することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングすることは、パターン化されたマスク層１３１’を形成するように、第１のエッチングステップでエッチングレジスト層１２５を貫通してマスク層１３１の一部分をエッチングすることと、基材１２０上にパターン１１０を形成するように、第２のエッチングステップでパターン化されたマスク層１３１’を貫通して１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングすることと、を含む。例えば、図２Ａの方法ステップＥは、第１のエッチングステップでエッチングレジスト層１２５を貫通してエッチングすることによって図３Ａのパターン化されたマスク層１３１’を形成し（物品３５０を得る）、次いで第２のエッチングステップでパターン化されたマスク層１３１’を貫通して１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングする（それによって層１３５をパターン化し、パターン化層２３５及び物品３５１を得る）ことを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングすることは、１つ以上の非構造化層１３５を貫通してエッチング停止層１３７までエッチングすることを含む（例えば、図３Ｂ～図３Ｃ参照）。いくつかの実施形態では、マスク層１３１は省略され、１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングすることは、エッチングレジスト層１２５を貫通して１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングすることを含む（例えば、図３Ｃ参照）。例えば、マスク層１３１は、比較的低いアスペクト比の構造が所望される場合には省略されてもよく、例えば、その場合、エッチングレジスト層１２５は、１つ以上の非構造化層１３５内へとエッチングするためのエッチングマスクとして働くことができる。あるいは、パターン化されたマスク層１３１’を除去する後続のエッチングステップによって、物品３５１から物品３５２が形成されてもよい。図３Ａ～図３Ｃにそれぞれ概略的に示した物品３５０、３５１、及び３５２は、基材１２０上に配置された構造化フィルム４００、４０２、４０２をそれぞれ含む。構造化フィルム４００は、パターン化層１３１’、並びに、非パターン化層１３７及び１４０を含む。構造化フィルム４０１は、パターン化層１３１’及び２３５を含み、かつ、非パターン化層１３７及び１４０を含む。構造化フィルム４０２は、パターン化層２３５、並びに、非パターン化層１３７及び１４０を含む。
【0032】
いくつかの実施形態では、第１のエッチングステップは、第１の組成を有する第１のエッチングガス（図２ＡのエッチングガスＧ１）による反応性イオンエッチングを含み、第２のエッチングステップは、異なる第２の組成を有する第２のエッチングガス（図２ＡのエッチングガスＧ２）による反応性イオンエッチングを含む。いくつかの実施形態では、第１及び第２のエッチングガスの各々は、酸素、三フッ化窒素（ＮＦ３）、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、及びＣＨ４のうち少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、第１のエッチングガスは、酸素、三フッ化窒素（ＮＦ３）、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、及びＣＨ４のうち少なくとも１つを含み、第２のエッチングガスは、酸素、三フッ化窒素（ＮＦ３）、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、及びＣＨ４のうち、第１のエッチングガスに含まれていない少なくとも１つを含む。例えば、第１のエッチングガスは酸素及びＣｌ２を含むことができ、第２のエッチングガスは酸素及びＣＦ４を含むことができる。
【0033】
エッチング（例えば、第１及び／又は第２のエッチングステップ）は、プラズマエッチングであってもよい。高アスペクト比の構造が所望される場合、イオンアシストプラズマ処理が好都合に使用される。異方性エッチングを達成するための方法として、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、高密度イオン源処理、又は高密度イオン源処理とＲＩＥとの組み合わせが挙げられる。高密度プラズマは、高周波誘導又はマイクロ波結合によって、あるいはヘリコンイオン源によって生成することができる。高アスペクト比のフィーチャを生成するには、線形高密度プラズマ源が特に有利である。高密度プラズマをＲＩＥと組み合わせることにより、（高密度プラズマによる）イオン生成を（ＲＩＥバイアス電圧による）イオンエネルギーから切り離すことが可能になる。
【0034】
ＲＩＥ法は、基材上に構造（例えば、ナノ構造）を形成するように、主表面の、マスキング層で保護されていない部分をエッチングすることを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、「円筒型反応性イオンエッチング」（円筒型ＲＩＥ）と称される連続的なロールツーロールプロセスを使用して実行できる。円筒型ＲＩＥは、回転している円筒型電極を利用して、基材又は物品の表面上に異方性エッチングされたナノ構造を提供する。一般に、円筒型ＲＩＥは、以下のように記載することができる。高周波結合により給電される回転可能な円筒電極（「ドラム電極」）、及び接地された対向電極が真空容器の内部に提供される。対向電極は真空容器自体を含むことができる。エッチャントガスが真空容器の中に供給され、ドラム電極と接地された対向電極との間でプラズマが点火され維持される。
【0035】
パターン化されたマスキング層を備える連続した基材をドラムの周囲に巻き付けることができ、基材の平面に対して垂直な方向に基材をエッチングすることができる。基材の曝露時間を制御して、得られるナノ構造に所定のエッチ深さを得ることができる。このプロセスは、約１～１０ｍＴｏｒｒの動作圧力で実行することができる。円筒型ＲＩＥについて、例えば米国特許第８，４６０，５６８（Ｄａｖｉｄら）に記載されている。
【0036】
複数の材料が存在する場合に、エッチングの選択性を達成するようにプラズマ環境の化学作用を制御することができる。例えば、ポリマー、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンドなどの炭素含有材料をエッチングするために、酸素、及び、酸素とフッ素化ガスとの混合物が使用される。プラズマ中のフッ素の濃度は、エッチング速度及び選択性を最適化するように選択することができる。典型的には、少量のフッ素化ガスを使用して、炭化水素ポリマーのエッチング速度を３００％程度にまで劇的に増加させる。
【0037】
ケイ質材料（二酸化ケイ素、ＳｉＯｘ、ダイヤモンドライクガラス、窒化ケイ素、炭化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、ポリシロキサン、シルセスキオキサン（ＳＳＱ）樹脂など）をエッチングするために、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８などのフルオロカーボンの混合物を酸素と組み合わせて使用する。これらの材料のエッチングプロファイルをプラズマ供給ガス混合物中のＦ／Ｏ原子比の関数として得ることによって、ケイ質材料と炭化水素ポリマーとの間のエッチング選択性を慎重に調整し得る。酸素が豊富な条件では、マスキング層としてケイ質材料を使用しながらも、炭化水素ポリマー及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）をエッチングするという優れた選択性が得られる。逆に、フッ素が豊富な条件では、炭化水素ポリマー系のマスキング材料を使用しながらも、ケイ質材料をエッチングするという優れた選択性が得られる。
【0038】
タングステンなどの、フッ化物が揮発性である他のマスキング材料をエッチングするために、フッ素化プラズマの化学作用を使用し得る。アルミニウム及びチタンなどの、塩化物が揮発性である材料をエッチングするために、塩素含有ガス混合物を使用し得る。これらのエッチング可能な金属の酸化物、窒化物及び炭化物もまた、塩素系の化学作用を使用することによってエッチングすることができる。窒化ケイ素、窒化アルミニウム、及び酸化チタンは、塩素の化学作用でエッチングされ得る、高屈折率の材料である。
【0039】
マスク層１３１は、層（単数又は複数）１３５について好適なエッチング選択性を有する任意の材料から作製できる。いくつかの実施形態では、マスク層１３１は、金属又はケイ素含有金属酸化物であるか、それを含む。例として、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、レニウム（Ｒｅ）、それらの合金、又はそれらのケイ素含有酸化物が挙げられる。金属窒化物又は金属酸窒化物も使用し得る。いくつかの実施形態では、マスク層１３１は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙＮｚ（ｘ＝１、ｙ＝１～２、ｚ＝０～１）、又はＳｉｘＡｌｙＯｚ（ｘ＝１、ｙ＝０～１、ｚ＝１～２）を含む。ケイ素は半金属なので、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸窒化ケイ素は、それぞれ、金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物であると考えられる。有用な酸化物が、例えば、米国特許出願第２０１５／０２１４４０５号（Ｎａｃｈｔｉｇａｌら）に記載されている。有用な材料として、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、アルミニウムとクロム（Ａｌ／Ｃｒ）の金属合金、ＳｉｘＣｙＨｚ（ｘ＝１、ｙ＝１～４、ｚ＝１～４）、又はＳｉｘＣｙＮｚＨｎ（ｘ＝１、ｙ＝１～４、ｚ＝０～１、ｎ＝１～４）、ＳｉｘＮｙ（ｘ＝１、ｙ＝０～１）、ＳｉＯｘ（ｘ＝１～２）、ＳｉＨｘ（ｘ＝１～４）が挙げられる。いくつかの実施形態では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）がマスク層として使用される。他の好適な材料として、例えば、米国特許第８，０３４，４５２号（Ｐａｄｉｙａｔｈら）に記載されているようなダイヤモンドライクガラスが挙げられる。
【0040】
エッチング停止層１３７は、層（単数又は複数）１３５について好適なエッチング選択性を有する任意の材料から作製できる。いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７は、金属（例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｅ、又はそれらの合金）、金属酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉｘＡｌｙＯｚ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝０～１、ｚ＝１～２）など、これらの金属のいずれかの酸化物）、又は、ＳｉｘＯｙＮｚ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝１～２、ｚ＝０～１））、又は金属窒化物（例えば、これらの金属のいずれかの窒化物、又はＳｉｘＯｙＮｚ）である、又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７は、例えば、酸化インジウムスズ、酸化スズ、又はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である、又はそれらを含む。有用な材料として、ＳｉｘＣｙＨｚ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝１～４、ｚ＝１～４）、ＳｉｘＣｙＮｚＨｎ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝１～４、ｚ＝０～１、ｎ＝１～４）、ＳｉｘＮｙ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝０～１）、ＳｉＯｘ（例えば、ｘ＝１～２）、ＳｉｘＯｙＮｚ（例えば、ｘ＝１、ｙ＝１～２、ｚ＝０～１）、又はＳｉＨｘ（例えば、ｘ＝１～４）が挙げられる。他の好適な材料として、例えばダイヤモンドライクガラスが挙げられる。いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７は光学的に透明であり、これは、エッチング停止層の実質的に垂直な入射光に対する平均光透過率が、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲について、少なくとも６０％であることを意味すると理解することができる。
【0041】
マスク層１３１及び／又はエッチング停止層１３７の平均厚さは、例えば、約１ｎｍ～約２００ｎｍ、又は約２ｎｍ～約５０ｎｍ、又は約２．５ｎｍ～約１０ｎｍの範囲であってもよい。マスク層１３１の平均厚さは、例えば、５０ｎｍ未満、又は２５ｎｍ未満、及び／又は５ｎｍ超であることができる。エッチング停止層１３７の平均厚さは、例えば、２５ｎｍ未満及び／又は２ｎｍ超であることができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５は、金属酸化物、窒化物、又は酸窒化物などの、無機材料を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５は、金属酸化物を含む。金属酸化物は、例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔａの酸化物であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５は、チタニア（ＴｉＯ２）層を含む。チタニアは可視光に関与する光学適用例には好ましいが、近赤外光に関与する適用例には他の金属酸化物を使用してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５は、アクリレート（例えば、架橋アクリレート）層などのポリマー層を含む。
【0043】
いくつかの実施形態では、エッチングレジスト層１２５は、シリコーン含有ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、エッチングレジスト層１２５は、シロキサン、シリコーン、又はシルセスキオキサンを含む。いくつかの実施形態では、エッチングレジスト層１２５は架橋アクリレートを含む。好適なエッチングレジスト層が、例えば、米国特許第５，８１１，１８３号（Ｓｈａｗら）に記載されている。エッチングレジスト層１２５の全厚さは、例えば、５０ｎｍ～５００ｎｍの範囲内（フィーチャ全体の深さｔ２＋残余層の厚さｔ１）であってもよい。
【0044】
いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５’は、第１及び第２の導電体層（例えば、層１３１及び１３７）と、それらの間に配置された誘電体層１３５とを含み、第１の導電体層（例えば層１３１）はエッチングレジスト層１２５に面している。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることは、第１の導電体層を貫通してエッチングすることを含む（例えば、図３Ａに概略的に示される物品３５０が得られる）。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることは、誘電体層を貫通してエッチングすることを含む（例えば、図３Ｂに概略的に示される物品３５１が得られる）。いくつかの実施形態では、基材上のパターンは、受動的冷却を提供するように構成される。例えば、パターンは、「Ｄｕａｌ－ｂａｎｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｅｔａｓｕｒｆａｃｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｍｉｔｔｅｒ ｆｏｒ Ｃｏ２ｓｅｎｓｉｎｇ」（Ｍｉｙａｚａｋｉら）、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ１０５、１２１１０７（２０１４）、及び、「Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ’ｓ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ－Ｆｒｅｅ Ｂｌａｃｋ Ｍｅｔａｌｓ」（Ｋｕｍａｇａｉら）、Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ２０２０、１１，８２４（２０２０）に一般的に記載されているような、メタサーフェスサーマルエミッタを画定することができる。いくつかの実施形態では、構造化された物品３５０、３５１は、第１の主表面１２２を有する第１の物品（例えば、基材１２０が第１の物品であってもよい）と、第１の主表面１２２上に配置され、受動的冷却を提供するように構成された構造化フィルム４００、４０１とを含む。第１の物品は熱を発生し得る（例えば、第１の物品は、動作時に熱を発生する電子デバイスであり得る）。構造化フィルム４００、４０１は、構造化フィルム４００、４０１を第１の主表面１２２に接合するボンディング層１４０（例えば、有機及び／又はポリマー接着剤層などの接着剤層）と、パターン化導電体層１３１’と、ボンディング層１４０とパターン化導電体層１３７’との間に配置された非パターン化導電体層１３１と、パターン化導電体層１３１’と非パターン化導電体層１３７との間に配置された誘電体層１３５、２３５と、を含む。誘電体層は、パターン化されていなくてもよく（例えば、誘電体層１３５）、又はパターン化されていてもよい（例えば、誘電体層２３５）。
【0045】
いくつかの実施形態では、マスク層１３１及びエッチング停止層１３７の一方又は両方が省略される。図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、いくつかの実施形態による、構造化フィルム１０１及び１０２の概略断面図である。構造化フィルム１０１は、マスク層１３１が省略されていることを除いて、構造化フィルム１００に相当し得る。構造化フィルム１０２は、マスク層１３１が省略されること、並びに１つ以上の非構造化層１３５が少なくとも２つの非構造化層１３５ａ及び１３５ｂを含むことを除いて、構造化フィルム１００に相当し得る。構造化フィルム１０２は任意選択的に、少なくとも２つの非構造化層１３５ａ及び１３５ｂを有するマスク層１３１を含んでもよい。１つ以上の非構造化層１３５ａ、１３５ｂ内へとエッチングすることは、１つ以上の構造化層を貫通してエッチング停止層１３７までエッチングすることを含み得る。エッチング停止層１３７は、任意選択的に、構造化フィルム１０１又は１０２のいずれかから省略されてもよい。
【0046】
いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層は、無機層及びポリマー層のうち少なくとも１つを含む。例えば、層１３５は金属酸化物層などの無機層であってもよく、又は、層１３５はアクリレート層などのポリマー層であってもよい。別の例として、図４Ｂに示す非構造化層１３５ａ及び１３５ｂの一方はポリマー層であってもよく、非構造化層１３５ａ及び１３５ｂの他方は無機層であってもよい。ポリマー層は、別様の指示がない限り、有機ポリマー層であると理解されることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層は、無機層、金属酸化物層、ポリマー層、フルオロポリマー層、誘電体層、導電層、又は金属層のうち１つ以上である少なくとも１つの層を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層は、少なくとも１つの導電層及び少なくとも１つの誘電体層を含む。例えば、１つ以上の非構造化層１３５’の層１３５は、例えば金属酸化物又はポリマー層であり得る誘電体層であってもよく、１つ以上の非構造化層１３５’の層１３１及び１３７の一方又は両方が金属層などの導電層であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層１３５’は、第１及び第２の導電層（例えば、層１３１及び１３７）と、それらの間に配置された電気絶縁層（例えば、層１３５）とを含む。導電層に好適な材料として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、及びそれらの合金などの金属が挙げられる。
【0047】
いくつかの実施形態では、複数の加工構造１２９は、少なくとも２つの異なる高さｈ１及びｈ２を有する。図５Ａは、図２に示される物品１０５に概ね相当し得る物品２０５の概略断面図である。エッチングレジスト層２２５は、２つの異なる高さｈ１及びｈ２を有する加工構造２２９を含む。エッチングレジスト層２２５は、厚さｔ１を有する残余層を含む。少なくとも２つの異なる高さを有する構造は、例えば、米国特許第６，８６１，３６５号（Ｔａｕｓｓｉｇら）及び同第７，５２１，３１３号（Ｍｅａ）に全般的に記載されているように、薄膜トランジスタ適用例において有用である。
【0048】
図５Ｂは、エッチングレジスト層２２５を貫通して１つ以上の非構造化層１３５ａ、１３５ｂ内へとエッチングすることによって、基材１２０上にパターン２１０を形成する方法の概略図である。ステップＡ１で、「ブレークスルー」エッチングを使用して、エッチングレジスト層２２５の残余層を貫通してエッチングする。ステップＢ１で、層１３５ａをエッチングする。ステップＣ１で、層１３５ｂをエッチングする。ステップＡ１、ステップＢ１及びステップＣ１は、異なるステップごとに異なるエッチング条件を使用して行われてもよい。例えば、異なるステップで異なる組成を有する異なるエッチングガスが使用される各ステップで、反応性イオンエッチングを使用することができる。
【0049】
いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層は、複数の非構造化層（例えば、層１３５ａ及び１３５ｂ、又は層１３５、並びに層１３１と１３７とのうち少なくとも１つ）を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることは、複数の非構造化層のうち少なくとも１つへとエッチングすることを含むが、複数の非構造化層のうち他の少なくとも１つへとエッチングすることを含まない。例えば、層１３５内へとエッチングすることなく、図３Ａに示す層１３１’を形成するように層１３１をエッチング得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層内へとエッチングすることは、複数の非構造化層の各層内へとエッチングすることを含む。例えば、１つ以上の非構造化層は、層１３５及び１３１であってもよく、パターンを形成する方法は、例えば、図３Ｂに概略的に示すように、これらの層の各々へとエッチングすることを含んでもよい。別の例として、１つ以上の非構造化層は、層１３５ａ及び１３５ｂであってもよく、方法は、例えば、図５Ｂに概略的に示すように、これらの層の各々へとエッチングすることを含んでもよい。いくつかの実施形態では、層（単数又は複数）内へとエッチングすることは、例えば、パターン（例えば、パターン１１０）を形成するように層（単数又は複数）を貫通してエッチング停止層までエッチングすることなど、層（単数又は複数）を貫通してエッチングすることを含む。
【0050】
いくつかの実施形態では、複数（少なくとも２つ）の高さを有するフィーチャを含むようにモノリシック層が構造化される。異なるフィーチャ高さを有することは、例えば導波路抽出において、例えば光抽出の一様性を改善するために有用である。図５Ｃは、エッチングレジスト層３２５を貫通して非構造化層１３５内へとエッチングすることによって、基材１２０上にパターン３１０を形成する方法の概略図である。基材１２０に接着剤層１４０を適用し、次にステップＡ”で、構造化フィルム１０４を基材１２０に接合する。構造化フィルム１０４は、エッチングレジスト層３２５及び構造化樹脂層３２７を含む。エッチングレジスト層３２５と構造化樹脂層３２７との間の境界面は、少なくとも２つの異なる高さを有する加工構造を含む。ステップＢ”で、ポリマー性支持層１３０及び構造化樹脂層３２７を除去する。ステップＣ”で、加工構造３３５を形成するように、エッチングレジスト層３２５を貫通して層１３５をエッチングする。
【0051】
いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７は、構造化フィルム（１００若しくは１００’、又は本明細書に記載の他の構造化フィルム）から省略される。いくつかのそのような実施形態では、基材がエッチング停止層を含む。図６は、基材１２０上に配置された構造化フィルム２００を含む物品３００の概略断面図である。基材１２０’は、基材１２０上に配置されたエッチング停止層１３７を含む。あるいは、層１３７を省略できるように、基材１２０はエッチング停止材として機能する材料で作製されていてもよい。構造化フィルム２００は、パターン化層２３５と、同じくパターン化され、構造化フィルム２００を基材１２０’に接合する接着剤層とを含む。物品３００は、フィルム１００、１００’がエッチング停止層１３７を含まず、代わりに、構造化フィルム１００を適用する前に、エッチング停止層が基材１２０の主表面上に配置される、又は基材１２０によって画定されることを除いて、図２Ａ～図２Ｂに概略的に示あれるプロセスを使用して作製することができる。
【0052】
本明細書の物品（例えば、１５０、３００、３５０、３５１、又は３５２）のいずれも、光学適用例（例えば、光を搬送又は抽出するため）で使用されるように適合された物品などの光学物品、又は、更なる処理（例えば、エッチング）がされることで光学適用例において使用されるように適合された中間物品などであってもよい。基材１２０は導波路であっても、又はそれを含んでもよく、あるいは、導波路が基材１２０であっても、又はそれを含んでもよい。導波路は、例えば、ガラス導波路又はポリマー（例えば、ポリメチルメタクリレート）導波路であってもよい。導波路は、例えば、画像保存型導波路（例えば、画像を含んでいる光（例えば、ディスプレイからの光）が導波路に沿って伝播し、次いで導波路から抽出されるときに、抽出された光が画像を保持するような導波路）であってもよい。いくつかの実施形態では、導波路コンバイナが、導波路と、光学メタサーフェスの入力カプラ及び／又は出力カプラを画定する、基材上に形成された構造とを含む。導波路コンバイナについて、例えば、Ｋｒｅｓｓ著、「Ｏｐｔｉｃａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｃｏｍｂｉｎｅｒｓ ｆｏｒ ＡＲ ｈｅａｄｓｅｔｓ：ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ」、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ １１０６２、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ２０１９、１１０６２０Ｊ（２０１９年７月１６日）；ＤＯＩ：１０．１１１７／１２．２５２７６８０に記載されている。
【0053】
加工構造は、例えば、表面レリーフ格子（ＳＲＧ）として使用することができる。本明細書で使用される場合、ＳＲＧという用語は、異なる屈折率を有する材料に格子が埋め込まれる場合を含む。いくつかの実施形態では、ＳＲＧの構造化表面は（例えば、空気に）露出される。この構造は、例えば、光学的インカップリング及び／又はアウトカップリング（例えば、拡張現実の導波路要素）に使用できる。あるいは、又は加えて、この構造は、拡張現実の導波路要素における射出瞳拡張（exit pupil expansion）のために、例えば、配光要素、直交瞳エクスパンダ、又はリダイレクト要素として使用され得る。画像保存型導波管におけるＳＲＧの使用の例示的な例が、例えば、国際特許出願公開第２０１９／１９５１８６号（Ｐｅｒｏｚら）に記載されている。
【0054】
いくつかの実施形態では、層１４０は、少なくとも第１の波長Ｗ１についての屈折率の虚数部（κ）が０．１未満、又は０．０５未満、又は０．０３未満、又は０．０１未満、又は０．００５未満であり、平均厚さｔａが５ｎｍ超かつ１／４Ｗ１未満であるオプティカルボンディング層（例えば、光学的に透明な接着剤層）であってもよい。第１の波長Ｗ１は、可視波長（４００ｎｍ～７００ｎｍ）又は近赤外波長（７００ｎｍ～２５００ｎｍ）などの、対象となる任意の波長でであってもよい。平均厚さｔａは、第１の波長Ｗ１の０．２倍未満、若しくは０．１５倍未満、若しくは０．１倍未満であってもよく、又は、平均厚さｔａは、本明細書の他の箇所に記載される任意の範囲内にあってもよい。
【0055】
いくつかの実施形態では、基材１２０は導波路であり、導波路上に配置された構造化フィルムを含む光学物品が提供される。いくつかの実施形態では、光学物品１５０（例えば図２Ａ参照）は、導波路１２０と、導波路１２０上に配置された構造化フィルム１００とを含み、接着剤層１４０が構造化フィルム１００を導波路１２０に接合している。
【0056】
いくつかの実施形態では、光学物品３００（例えば図６参照）は、基材１２０と、基材１２０上に配置された光学的に透明なエッチング停止層１３７と、エッチング停止層１３７上に配置された構造化フィルム２００と、を含む。構造化フィルム２００は、１つ以上のパターン化層２３５と、１つ以上のパターン化層２３５をエッチング停止層に接合する接着剤層２４０とを含む。構造化フィルム２００は、隣接する構造を分離する複数の空隙２３３を画定する複数の構造２２９を含み、空隙２３３の少なくともいくつか（例えば、５０％超、又は７０％超、又は８０％超、又は９０％超、又は、全て若しくは実質的に全て）は、構造化フィルム２００を貫通してエッチング停止層１３７まで延在する。１つ以上のパターン化層２３５は、１つ以上の非構造化層をパターン化することによって形成することができ、それらの非構造化層は、本明細書の他の箇所で更に記載されるとおりの光学特性（例えば、透過率）を有し得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層２３５は、パターン化無機層を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層２３５の各層は、パターン化無機層である。
【0057】
いくつかの実施形態では、光学物品（例えば、図３Ａ～図３Ｃに概略的に示される物品３５０、３５１、３５２）は、導波路１２０と、導波路上に配置された構造化フィルム４００、４０１、４０２と、を含む。いくつかの実施形態では、構造化フィルム４００、４０１、４０２は、構造化フィルム４００、４０１、４０２を導波路１２０に接合するオプティカルボンディング層１４０と、オプティカルボンディング層１４０上に配置された１つ以上のパターン化層１３１’及び／又は２３５と、を含む。１つ以上のパターン化層１３１’及び／又は２３５は、１つ以上の非構造化層１３１及び／又は１３５（又は、例えば、図５Ａ～図５Ｂに概略的に示される層１３５ａ及び１３５ｂ）をパターン化することによって形成され、１つ以上の非構造化層の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも４００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内の第１の波長Ｗ１について、少なくとも５０％である。構造化フィルムは、１つ以上のパターン化層とオプティカルボンディング層１４０との間に配置されたエッチング停止層１３７を含むことができる。いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について少なくとも５０％である。
【0058】
いくつかの実施形態では、対象となる波長（単数又は複数）は、可視範囲内又は近赤外範囲内である。したがって、第１の波長Ｗ１は、４００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、可視波長が主要な対象である。したがって、第１の波長Ｗ１は、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、近赤外波長が主要な対象である。したがって、第１の波長Ｗ１は、例えば、７００ｎｍ～２５００ｎｍ又は８００ｎｍ～２０００ｎｍの範囲内であり得る。適用例に応じて対象となり得る、いくつかの特定の近赤外波長として、例えば、８５０ｎｍ、９０５ｎｍ、９４０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１３３０ｎｍ、及び１５５０ｎｍが挙げられる。
【0059】
１つ以上のパターン化層は、１つ以上の層１３５について他の箇所で記載された材料のいずれかを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層は１つ以上のパターン化無機層である、又はそれらを含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層はケイ素を含む（例えば、１つ以上のパターン化層は１つ以上のケイ素層を含むことができる）。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層は金属酸化物を含むことができる（例えば、１つ以上のパターン化層は１つ以上の金属酸化物層を含むことができる）。いくつかの実施形態では、１つ以上のパターン化層はチタニアを含む（例えば、１つ以上のパターン化層は１つ以上のチタニア層を含むことができる）。
【0060】
エッチング停止層１３７は、好適な厚さについて、対象となる波長において所望の光透過率を有する材料から選択されてもよい。いくつかの実施形態では、エッチング停止層１３７の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について少なくとも６０％、又は少なくとも７０％である。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について少なくとも６０％、又は少なくとも７０％である。
【0061】
図７は、１つ以上の非構造化層７７７、入射光７７３、及び透過光７７４を示す概略断面図である。入射光７７３は、単一の層（例えば、層１３１、１３５、又は１３７のいずれか１つに相当する）又は層のスタック（例えば、層１３１、１３５、又は層１３５ａ、１３５ｂに相当する）であり得る１つ以上の非構造化層７７７に実質的に垂直（例えば、垂直から２０度以内、又は１０度以内、又は５度以内）に入射する。入射光７７３は、λ１～λ２の範囲内の波長λを有するものとして概略的に表されている。λ１～λ２の範囲は、例えば、４００ｎｍ～２５００ｎｍ、又は４００ｎｍ～７００ｎｍ、又は７００ｎｍ～２５００ｎｍであってもよい。波長λは、単一の波長（例えば、第１の波長Ｗ１）であってもよく、又は波長範囲（例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ）であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層７７７の実質的に垂直な入射光に対する光透過率は、少なくとも第１の波長Ｗ１について少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％であり得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の非構造化層７７７の実質的に垂直な入射光に対する平均光透過率（所与の波長範囲にわたる光透過率の非加重平均）は、例えば、４００ｎｍ～２５００ｎｍ又は４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲について、少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％であり得る。
【0062】
実施例
構造化フィルム物品は、ナノ複製、溶媒コーティング、及び真空薄膜堆積法を使用することによって調製される。得られる構造は、リソグラフィ機能層（パターン化レジスト層、ハードマスク層、及びエッチング停止層）及び非パターン化光学機能層（二酸化チタン）を、研磨ガラスシートなどのレセプタ基材に送達することができるラミネート転写フィルムである。
構造化フィルム物品は、ナノ複製、溶媒コーティング、及び真空薄膜堆積法を使用することによって調製される。得られる構造は、リソグラフィ機能層（パターン化レジスト層、ハードマスク層、及びエッチング停止層）及び非パターン化光学機能層（二酸化チタン）を、研磨ガラスシートなどのレセプタ基材に送達することができるラミネート転写フィルムである。
【0063】
これらの実施例は、単に例示を目的とし、限定することを意図するものではない。本明細書の実施例及び他の箇所における全ての部、百分率、比などは、別途指示がない限り、重量に基づくものである。使用する溶媒及び他の試薬は、別途指示がない限り、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）から入手される。
【0064】
【表1】
【0065】
調製例
調製例１（樹脂Ｄ）
ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６２１０、ＳＲ２３８、ＳＲ３５１、及びＴＰＯを６０／２０／２０／０．５の重量比で組み合わせて混合することによって調製されるアクリレート樹脂混合物
調製例１（樹脂Ｄ）
ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６２１０、ＳＲ２３８、ＳＲ３５１、及びＴＰＯを６０／２０／２０／０．５の重量比で組み合わせて混合することによって調製されるアクリレート樹脂混合物
【0066】
想定実施例１
以下のステップによって構造化フィルム物品を形成する。
以下のステップによって構造化フィルム物品を形成する。
【0067】
ステップ１．テンプレート層のナノ複製
ポリカーボネートフィルム上に樹脂Ｄをダイコーティングすることによって、ナノフィーチャを有するテンプレートフィルムを調製する。コーティングされたフィルムを、６０℃に制御されているスチールローラーに取り付けられたナノ構造化ニッケル表面に、１５．２メートル／分の速度でゴム被覆ローラーを使用して押し付ける。ナノ構造化ニッケル表面は、７５ｎｍ～５００ｎｍの範囲のサイズのフィーチャを有する１２個の６ｍｍ×６ｍｍのパターン化された領域からなる。パターン化された領域は、ピッチが１５ｎｍ０、２００ｎｍ、及び２５０ｎｍで、フィーチャ幅がピッチの半分（７５ｎｍ、１００ｎｍ、１２５ｎｍ）である、マルチピッチパターンからなる。
ポリカーボネートフィルム上に樹脂Ｄをダイコーティングすることによって、ナノフィーチャを有するテンプレートフィルムを調製する。コーティングされたフィルムを、６０℃に制御されているスチールローラーに取り付けられたナノ構造化ニッケル表面に、１５．２メートル／分の速度でゴム被覆ローラーを使用して押し付ける。ナノ構造化ニッケル表面は、７５ｎｍ～５００ｎｍの範囲のサイズのフィーチャを有する１２個の６ｍｍ×６ｍｍのパターン化された領域からなる。パターン化された領域は、ピッチが１５ｎｍ０、２００ｎｍ、及び２５０ｎｍで、フィーチャ幅がピッチの半分（７５ｎｍ、１００ｎｍ、１２５ｎｍ）である、マルチピッチパターンからなる。
【0068】
フィーチャは、正方形グリッドの中に、両方の軸においてピッチが変動するように配列され、その結果、上述の幅の全ての組み合わせの長方形を有する９単位の繰り返しセルが得られる。この繰り返しセルにおいて、１５０ｎｍピッチ区画は２７個のフィーチャを有し、２００ｎｍピッチ区画は２０個のフィーチャを有し、２５０ｎｍピッチ区画は１６個のフィーチャを有する。フィーチャの高さは約２００ｎｍであり、側壁角度は約４度である。
【0069】
フィルム上の樹脂Ｄのコーティング厚さは、コーティングされたフィルムがナノ構造化ニッケル表面に押し付けられるときに、ニッケル表面を完全に濡らし、回転する樹脂ビーズを形成するのに十分である。フィルムを、ナノ構造化ニッケル表面と接触させながら、どちらも１４２Ｗ／ｃｍで動作する、Ｄバルブを取り付けた２つのＦｕｓｉｏｎ ＵＶランプシステム（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ、ＭＤ）から商品名「Ｆ６００」で入手）からの放射線に曝露する。ナノ構造化ニッケル表面からフィルムを剥離した後、フィルムのナノ構造化側を、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶランプシステムからの放射線に再び曝露する。
【0070】
ステップ２．レジスト層の溶媒コーティング
ステップ１で生成されたナノフィーチャを有するテンプレートフィルムの区画に、連続フィルムコーティング装置内のスロット型コーティングダイを使用して、溶媒系樹脂をコーティングする。樹脂は、プラズマエッチングプロセスに適合性があり、プラズマエッチングプロセス用のレジストとして作用するように選択される。コーティング後、コーティングされたウェブを約２．４ｍ（８ｆｔ）移動させてから、３つのゾーン全てが６５．５℃（１５０°Ｆ）に設定された９．１ｍ（３０ｆｔ）の従来型エアフローテーション乾燥機に入れる。乾燥した樹脂層は、その下の、ナノフィーチャを有するテンプレート層を充填して平坦化する。
ステップ１で生成されたナノフィーチャを有するテンプレートフィルムの区画に、連続フィルムコーティング装置内のスロット型コーティングダイを使用して、溶媒系樹脂をコーティングする。樹脂は、プラズマエッチングプロセスに適合性があり、プラズマエッチングプロセス用のレジストとして作用するように選択される。コーティング後、コーティングされたウェブを約２．４ｍ（８ｆｔ）移動させてから、３つのゾーン全てが６５．５℃（１５０°Ｆ）に設定された９．１ｍ（３０ｆｔ）の従来型エアフローテーション乾燥機に入れる。乾燥した樹脂層は、その下の、ナノフィーチャを有するテンプレート層を充填して平坦化する。
【0071】
ステップ３．ハードマスク層の真空堆積
レジストコーティングされたウェブ表面上に、厚さ１５ｎｍのＣｒ層をロールツーロールプロセスでスパッタ堆積することによってハードマスク層を形成する。１つの直流（ＤＣ）電源を使用して、Ｓｏｌｅｒａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ（Ｓｐｒｉｎｇ Ｇｒｅｅｎ、ＷＩ）から市販されているＣｒターゲットを収容するカソードを制御する。このＤＣ電源は、Ａｒを含有しているガス環境で、１～５ミリトールの範囲内のスパッタ圧力でＣｒターゲット上へマグネトロンプラズマを駆動する。レジストコーティングされたウェブ表面を、上述したレジスト層の上に厚さ１５ｎｍのＣｒ層を堆積させるのに適切な速度でカソードを通過して回転させる。
レジストコーティングされたウェブ表面上に、厚さ１５ｎｍのＣｒ層をロールツーロールプロセスでスパッタ堆積することによってハードマスク層を形成する。１つの直流（ＤＣ）電源を使用して、Ｓｏｌｅｒａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ（Ｓｐｒｉｎｇ Ｇｒｅｅｎ、ＷＩ）から市販されているＣｒターゲットを収容するカソードを制御する。このＤＣ電源は、Ａｒを含有しているガス環境で、１～５ミリトールの範囲内のスパッタ圧力でＣｒターゲット上へマグネトロンプラズマを駆動する。レジストコーティングされたウェブ表面を、上述したレジスト層の上に厚さ１５ｎｍのＣｒ層を堆積させるのに適切な速度でカソードを通過して回転させる。
【0072】
ステップ４．二酸化チタン層の真空堆積
前のステップで得られたフィルムのハードマスク層上に、空間的原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、チタンテトラ（イソプロポキシド）（ＴＴＩＰ）からＴｉＯ２の薄膜を形成する。平面コーティングは、米国特許出願公開第２０１９／０１１２７１１号（Ｌｙｏｎｓら）に記載されているとおりの空間的ロールツーロールＡＬＤ機械で行われる。ＴｉＯ２は、３００ｓｃｃｍのＮ２投入ガスを用いて８０℃に加熱されたＴＴＩＰと、約０．５０ｍＡ／ｃｍ２のプラズマ放電とを使用して、１．１ｔｏｒｒのＮ２及び０．３ｔｏｒｒのＣＯ２の環境で堆積される。ＡＬＤチャンバを１００℃に加熱する。
前のステップで得られたフィルムのハードマスク層上に、空間的原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、チタンテトラ（イソプロポキシド）（ＴＴＩＰ）からＴｉＯ２の薄膜を形成する。平面コーティングは、米国特許出願公開第２０１９／０１１２７１１号（Ｌｙｏｎｓら）に記載されているとおりの空間的ロールツーロールＡＬＤ機械で行われる。ＴｉＯ２は、３００ｓｃｃｍのＮ２投入ガスを用いて８０℃に加熱されたＴＴＩＰと、約０．５０ｍＡ／ｃｍ２のプラズマ放電とを使用して、１．１ｔｏｒｒのＮ２及び０．３ｔｏｒｒのＣＯ２の環境で堆積される。ＡＬＤチャンバを１００℃に加熱する。
【0073】
フィルムを、複数回にわたってＡＬＤチャンバを通過させて３０．４８メートル／分（１００フィート／分）で平行移動させる。１回のＡＬＤサイクルごとに１回の前駆体曝露及び１回のプラズマ曝露を伴い、チャンバを１回通すごとに７２回のＡＬＤサイクルを伴う。約２００ｎｍの厚さのＴｉＯ２層を得るために、最大５０回までＡＬＤチャンバを通過させてフィルムを移動させる。
【0074】
ステップ５．エッチング停止層の真空堆積
前のステップで形成されたＴｉＯ２層の上にＡｌＯｘ層をスパッタ堆積することによってエッチング停止層を形成する。１つの交流（ＡＣ）電源を使用して、Ｓｏｌｅｒａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ（Ｓｐｒｉｎｇ Ｇｒｅｅｎ、ＷＩ）から市販されている２つのＡｌターゲットを収容するカソードを制御する。スパッタ堆積の間、各電源からの電圧信号を、比例－積分－差動制御ループへの入力として使用して、各カソードに対する所定の酸素流を維持する。ＡＣ電源は５０００～１６０００ワットの電力を使用し、アルゴンと酸素を含有しているガス混合物を使用して１～５ミリトールの範囲内のスパッタ圧力でＡｌターゲット上へマグネトロンプラズマを駆動する。ＴｉＯ２コーティングされたウェブ表面を、上述したＴｉＯ２層の上に厚さ１２ｎｍのＡｌＯｘ層を堆積させるのに適切な速度でカソードを通過して回転させる。
前のステップで形成されたＴｉＯ２層の上にＡｌＯｘ層をスパッタ堆積することによってエッチング停止層を形成する。１つの交流（ＡＣ）電源を使用して、Ｓｏｌｅｒａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ（Ｓｐｒｉｎｇ Ｇｒｅｅｎ、ＷＩ）から市販されている２つのＡｌターゲットを収容するカソードを制御する。スパッタ堆積の間、各電源からの電圧信号を、比例－積分－差動制御ループへの入力として使用して、各カソードに対する所定の酸素流を維持する。ＡＣ電源は５０００～１６０００ワットの電力を使用し、アルゴンと酸素を含有しているガス混合物を使用して１～５ミリトールの範囲内のスパッタ圧力でＡｌターゲット上へマグネトロンプラズマを駆動する。ＴｉＯ２コーティングされたウェブ表面を、上述したＴｉＯ２層の上に厚さ１２ｎｍのＡｌＯｘ層を堆積させるのに適切な速度でカソードを通過して回転させる。
【0075】
ステップ６．接着剤層の溶液コーティング
前述のエッチング停止層の表面上に、接着剤コーティング溶液をロールツーロールプロセスでスロットダイコーティングすることによって接着剤層を形成する。ある量のＦＧ１９０１ Ｇを十分なシクロヘキサン中に希釈して０．３３重量％の全固形分を含有する溶液を生成することによって、接着剤コーティング溶液を作製する。ステップ５で得られたフィルム上に、この溶液を、約９マイクロメートルの湿潤コーティング厚さを生じる速度及び流量でコーティングする。コーティングされたウェブを約２．４ｍ（８ｆｔ）移動させてから、３つのゾーン全てが８０℃（１７６°Ｆ）に設定された９．１ｍ（３０ｆｔ）の従来型のエアフローテーション乾燥機に入れる。乾燥後、接着剤コーティングの厚さは約３０ナノメートルである。
前述のエッチング停止層の表面上に、接着剤コーティング溶液をロールツーロールプロセスでスロットダイコーティングすることによって接着剤層を形成する。ある量のＦＧ１９０１ Ｇを十分なシクロヘキサン中に希釈して０．３３重量％の全固形分を含有する溶液を生成することによって、接着剤コーティング溶液を作製する。ステップ５で得られたフィルム上に、この溶液を、約９マイクロメートルの湿潤コーティング厚さを生じる速度及び流量でコーティングする。コーティングされたウェブを約２．４ｍ（８ｆｔ）移動させてから、３つのゾーン全てが８０℃（１７６°Ｆ）に設定された９．１ｍ（３０ｆｔ）の従来型のエアフローテーション乾燥機に入れる。乾燥後、接着剤コーティングの厚さは約３０ナノメートルである。
【0076】
想定実施例２
想定実施例１の構造化フィルム物品をガラス基材にラミネートすること（laminating）によって、ラミネート物品（laminated article）を形成する。好適なガラス基材は、厚さ１．１ｍｍ、直径７６．２ｍｍのＥａｇｌｅ ＸＧガラスウェハである。構造化フィルムの接着剤側をガラスウェハの一方の表面上に配置し、８０ｐｓｉ、４０ｃｍ／分、１１５℃に設定したＨＬ－１００ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌ Ｌａｍｉｎａｔｏｒ（ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ、ＯＨ）に通過させることによって、ガラス基材にフィルムをラミネートする。
想定実施例１の構造化フィルム物品をガラス基材にラミネートすること（laminating）によって、ラミネート物品（laminated article）を形成する。好適なガラス基材は、厚さ１．１ｍｍ、直径７６．２ｍｍのＥａｇｌｅ ＸＧガラスウェハである。構造化フィルムの接着剤側をガラスウェハの一方の表面上に配置し、８０ｐｓｉ、４０ｃｍ／分、１１５℃に設定したＨＬ－１００ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌ Ｌａｍｉｎａｔｏｒ（ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ Ｔｏｗｎｓｈｉｐ、ＯＨ）に通過させることによって、ガラス基材にフィルムをラミネートする。
【0077】
想定実施例３
想定実施例２のラミネート物品の更なる処理によって、パターン化された基材を形成する。ポリカーボネート基材を構造化層と共にガラスウェハから剥離することによって、ナノフィーチャを有するテンプレート層をレジスト層から分離し、パターン化レジスト樹脂層からナノフィーチャを有するテンプレート層を分離させる。
想定実施例２のラミネート物品の更なる処理によって、パターン化された基材を形成する。ポリカーボネート基材を構造化層と共にガラスウェハから剥離することによって、ナノフィーチャを有するテンプレート層をレジスト層から分離し、パターン化レジスト樹脂層からナノフィーチャを有するテンプレート層を分離させる。
【0078】
誘導結合電源及び容量結合電極を使用して構成されたＰｌａｓｍａｔｈｅｒｍ７９０（Ｐｌａｓｍａｔｈｅｒｍ、Ｓａｉｎｔ Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ、ＦＬ）内で、反応性イオンエッチングを行う。通電した電極の上にパターン化されたガラスウェハを配置した後、リアクタチャンバを１．３Ｐａ（１ｍＴｏｒｒ）より低いベース圧力までポンプダウンする。
【0079】
第１のエッチングステップで、想定実施例１のステップ２のナノ構造化樹脂から残余陸地領域を除去する。ＰＦ－５０６０ガス及びＯ２ガスを、それぞれ３０ＳＣＣＭ及び１５ＳＣＣＭの流量でチャンバに流し込む。１３．５６ＭＨｚの無線周波数（ＲＦ）電力を５００Ｗで容量結合電極に結合する。プラズマ処理を、ナノ構造化レジストの陸地領域を除去するのに必要な最小処理時間を使用して２～２００秒間にわたって適用する。
【0080】
第１のエッチングステップが完了した後、ＲＦ電力をオフにして、ガスをチャンバから排気する。第２のエッチングステップで、Ｃｌ２ガス及びＯ２ガスを、それぞれ３８ＳＣＣＭ及び２ＳＣＣＭの流量でリアクタに流し込む。圧力を１５０ｍＴｏｒｒに保持し、容量性ＲＦ電力を３５０Ｗで印加する。クロムハードマスク層にパターンを転写するために、プラズマ処理を１５～６０秒間にわたって適用する。
【0081】
第２のエッチングステップが完了すれば、ＲＦ電力をオフにして、ガスをリアクタから排出する。第２のエッチングに続いて、チャンバを大気圧に戻すことなく同じリアクタ内で実行される第３の反応性イオンエッチング処理において、ＴｉＯ２層をエッチングする。ＳＦ６ガス及びＡｒを、それぞれ１０ＳＣＣＭ及び５ＳＣＣＭの流量でチャンバに流し込む。２ＭＨｚのＲＦ電力を５００Ｗで誘導結合コイルに結合し、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を２５０Ｗで容量結合電極に結合する。エッチング停止層を貫通することなくパターン層をＴｉＯ２層中に転写するために、８０～１５０秒の曝露時間にわたってプラズマを適用する。この処理の終了時に、ＲＦ電力及びガスの供給を停止し、チャンバを大気圧に戻す。
【0082】
「約（about）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。機能部のサイズ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって別途明らかではない場合、「約」とは、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されよう。特定の値の約、ほぼとして与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、それが本明細書で使用及び記載されている文脈において当業者にとって別途明らかではない場合には、約１の値を有する量とは、その量が０．９～１．１の値を有すること、及び、その値が１である場合もあることを意味する。
【0083】
上記において参照された参照文献、特許、又は特許出願の全ては、それらの全体が参照により本明細書に一貫して組み込まれている。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。
【0084】
図面中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図面中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。特定の実施形態が本明細書において図示及び記載されているが、図示及び記載されている特定の実施形態は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な代替的実施態様及び／又は等価の実施態様によって置き換えられ得ることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のいずれの適応例、又は変形例、又は組み合わせも包含することが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】