DE112011104571T5 - A method for forming a fine pattern in a wide area using laser interference lithography, method for non-planar transfer of the fine pattern formed by the method and article to which the fine pattern is transferred by the transfer method - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum nicht-planaren Transfer eines feinen Musters und einen Artikel, an welchen das feines Muster durch das Transferverfahren transferiert ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum nicht-planaren Transfer eines feinen Musters durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht, und Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben auf einen Artikel, und einen Artikel, auf welchen ein feines Muster transferiert ist, unter Verwendung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for non-planar transfer of a fine pattern and an article to which the fine pattern is transferred by the transfer method. More particularly, the present invention relates to a method of non-planar fine pattern transfer by first applying a sacrificial layer and pattern forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure, then forming a fine pattern over a large area on the upper surface the applied pattern-forming layer, and separating the pattern-forming layer to which the fine pattern has been transferred and adhering it to an article, and an article to which a fine pattern is transferred using this method.
Description
[Titel der Erfindung][Title of the invention]
Verfahren zum Ausbilden eines feinen Musters in einem großen Bereich unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie, Verfahren zum nicht-planaren Transfer des feinen Musters, ausgebildet durch das Verfahren und Artikel, an welchen das feine Muster durch das Transferverfahren transferiert istA method for forming a fine pattern in a wide area using laser interference lithography, method for non-planar transfer of the fine pattern formed by the method and article to which the fine pattern is transferred by the transfer method
[Technisches Gebiet][Technical area]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie, ein Verfahren zum nicht-planaren Transfer des feinen Musters, ausgebildet durch das Verfahren, und einen Artikel, an welchen das feine Muster durch das Transferverfahren transferiert ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum nicht-planaren Transfer eines feinen Musters durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und einer Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht, und Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben auf einen Artikel, und einen Artikel, an welchen ein feines Muster unter Verwendung dieses Verfahrens transferiert ist.The present invention relates to a method for forming a fine pattern over a wide area using laser interference lithography, a method for non-planar transfer of the fine pattern formed by the method, and an article to which the fine pattern is passed the transfer process has been transferred. More particularly, the present invention relates to a method of non-planar fine pattern transfer by first applying a sacrificial layer and a pattern forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure, then forming a fine pattern over a large area on the upper Surface of the applied pattern-forming layer, and separating the pattern-forming layer to which the fine pattern has been transferred and adhering it to an article, and an article to which a fine pattern is transferred using this method.
[Hintergrund der Erfindung]Background of the Invention
Die Prozesstechnologie feiner Muster, die für das Ausbilden feiner Muster verwendet wird, ist eine fundamentale Technologie auf verschiedenen industriellen Gebieten und ist auch eine Kerntechnologie, die Nebeneffekte für zahlreiche Gebiete haben kann, einschließlich elektronische Vorrichtungen, optische Vorrichtungen, MEMS (mikroelektromechanische Systeme) und zuletzt auch Bio-Vorrichtungen. Insbesondere seit den 1990er Jahren präsentierte eine Studie nach der anderen Nanostruktur-Phänomene, die sich von den Eigenschaften bestehender makroskaliger Strukturen unterscheiden, und es gab eine konsequente Ausrichtung auf die Erforschung der Erstellung feiner Muster, das heißt, Musterungs-Technologien, die von diesen Phänomenen für die Ausgestaltung von Nanovorrichtungen Gebrauch machen. Mit der Entwicklung verschiedener nanotechnologie-basierter Mischtechnologien in solch traditionellen Gebieten wie Elektrik und Elektronik, Chemie, Werkstofftechnik und Biotechnologie, wurde auch die Anwendung von Prozesstechnologien für feine Muster, die vorher primär in der elektronischen Industrie verwendet wurden, in ihrer Anwendbarkeit auf verschiedene Nanovorrichtungen und optische Vorrichtungen und nun auf Biovorrichtungen wie z. B. Biochips, stetig erweitert.The fine pattern process technology used to form fine patterns is a fundamental technology in various industrial fields and is also a core technology that can have side effects in many fields, including electronic devices, optical devices, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and most recently also organic devices. In particular, since the 1990s, one study after another presented nanostructure phenomena that differed from the properties of existing macroscale structures, and there was a consistent focus on research into the creation of fine patterns, that is, patterning technologies, of these phenomena make use of the design of nano-devices. With the development of various nanotechnology-based compounding technologies in such traditional fields as electrics and electronics, chemistry, materials engineering and biotechnology, the application of fine pattern processing technologies previously primarily used in the electronics industry has also become applicable to various nano-devices and devices optical devices and now on bioprocessing devices such. B. biochips, steadily expanded.
Typischerweise werden lithographische Verfahren in der Ausbildung von feinen Muster in Zehn-Mikrometer-Skalierung oder darunter auf verschiedenen Schichten verwendet, die z. B. in gedruckten Leiterplatten (PWBs) verwendet werden.Typically, lithographic processes are used in the formation of fine patterns at ten-micrometer scale or below on different layers, e.g. B. in printed circuit boards (PWBs) can be used.
Exposition (oder Lithographie) umfasst typischerweise die optische Exposition eines ursprünglichen Musters, das auf einer fotographischen Trockenplatte aufgenommen ist, auf eine Substrat-Oberfläche, die mit einem Fotoresist beschichtet ist, indem einfallendes Licht auf die fotographische Trockenplatte (Maske oder Retikel) gestrahlt wird. Lithographie-Verfahren umfassen One-shot-Exposition und Projektionsexposition. One-shot-Exposition umfasst direkten Transfer durch ”Shadow Play” eines Musters auf einer Maske, das gegenüber parallelem Licht exponiert wird, auf ein exponiertes Substrat, das direkt unter der Maske angeordnet ist. Dieses Verfahren hat eine geringe Tiefenschärfe und eine große Variation in der Musterbreite, aufgrund der Lücke zwischen Maske und Substrat. Da es ein 1:1-Transfer ist, kann es sich zudem nicht an die Prozessflexibilität des Substrats anpassen. Demzufolge ist das Adhäsionsverhalten limitiert. Andererseits umfasst die Projektionsexposition den Bildtransfer eines Musters von einer Maske auf ein exponiertes Substrat über eine Projektionslinse. Dieses Verfahren hat eine tiefe Tiefenschärfe aufgrund der Linse, die in die Projektionsexposition mit eingreift. In Bezug auf die Substratflexibilität ist zudem ohne Weiteres die Anpassung an die Adhäsion durch Änderung der Vergrößerung der Linse möglich. Es wird erwartet, da die Muster in der Zukunft feiner werden, dass es aufgrund der oben beschriebenen Performance-Beschränkungen eine Verschiebung von der One-shot-Exposition zur Projektionsexposition geben wird.Exposure (or lithography) typically involves the optical exposure of an original pattern taken on a dry photographic plate to a substrate surface coated with a photoresist by blasting incident light onto the dry-type photographic plate (mask or reticle). Lithographic techniques include one-shot exposure and projection exposure. One-shot exposure involves direct transfer by "shadow-playing" a pattern on a mask exposed to parallel light onto an exposed substrate located directly under the mask. This method has a shallow depth of field and a large variation in pattern width due to the gap between mask and substrate. Moreover, because it is a 1: 1 transfer, it can not adapt to the process flexibility of the substrate. As a result, the adhesion behavior is limited. On the other hand, the projection exposure involves the image transfer of a pattern from a mask to an exposed substrate via a projection lens. This method has a deep depth of field due to the lens, which interferes with the projection exposure. In terms of substrate flexibility, adaptation to adhesion by changing the magnification of the lens is also readily possible. It is expected that as the patterns become finer in the future, there will be a shift from one-shot exposure to projection exposure due to the performance limitations described above.
Die Verfahren zur Ausbildung feiner Muster aus dem Stand der Technik umfassen hauptsächlich das Ausbilden eines Musters direkt auf einer flachen Struktur. Dies ist deshalb so, weil es schwierig ist, Licht zu steuern, um ein Muster direkt auf einer nicht-flachen Struktur auszubilden. Um daher feine Muster über vielfältigere Anwendungsgebiete anzuwenden, ist die Entwicklung einfacherer Prozesse erforderlich, bei welchen Muster auf nicht-flachen Strukturen ausgebildet werden können.The methods of forming fine patterns of the prior art mainly involve forming a pattern directly on a flat structure. This is because it is difficult to control light to form a pattern directly on a non-flat structure. Therefore, in order to apply fine patterns to more diverse fields of application, it is necessary to develop simpler processes in which patterns can be formed on non-flat structures.
Die Erfinder dieser Erfindung haben demzufolge diese Erfindung perfektioniert, nach dem Bestätigen, dass ein feines Muster in einer nicht-planaren Art und Weise transferiert werden kann, durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht und Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben auf einen Artikel.Accordingly, the inventors of this invention have perfected this invention, after confirming that a fine pattern can be transferred in a non-planar manner by first applying a sacrificial layer and pattern-forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure has, then forming a fine pattern over a large area on the upper surface of the deposited pattern-forming layer and separating the pattern-forming layer, whereupon the fine pattern has been transferred, and adhering it to an article.
[Zusammenfassung der Erfindung]Summary of the Invention
[Technische Aufgabe][Technical task]
Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Transferieren eines feinen Musters (fine pattern) in einer nicht-planaren Art und Weise bereitzustellen, durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht, und Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben auf einen Artikel.It is an object of the invention to provide a method for transferring a fine pattern in a non-planar manner by first applying a sacrificial layer and pattern forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure, then Forming a fine pattern over a large area on the upper surface of the deposited pattern-forming layer, and separating the pattern-forming layer to which the fine pattern has been transferred and adhering it to an article.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, einen Artikel bereitzustellen, worauf ein feines Muster transferiert ist, unter Verwendung des Verfahrens.Another object of this invention is to provide an article to which a fine pattern is transferred using the method.
[Technische Lösung][Technical solution]
Um die Aufgabe zu lösen, stellt diese Erfindung ein Verfahren eines nicht-planaren Transfers eines feinen Musters bereit, das die folgenden Schritte umfasst:
- 1) Aufbringen einer Opferschicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat;
- 2) Aufbringen einer Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche der aufgebrachten Opferschicht;
- 3) Ausbilden eines feinen Musters auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht;
- 4) Ätzen der Opferschicht, um die Muster ausbildende Schicht von dem Substrat zu separieren; und
- 5) Anhaften der separierten Muster ausbildenden Schicht an einen Artikel.
- 1) applying a sacrificial layer to the upper surface of a substrate having a planar structure;
- 2) applying a pattern-forming layer to the top surface of the deposited sacrificial layer;
- 3) forming a fine pattern on the upper surface of the applied pattern-forming layer;
- 4) etching the sacrificial layer to separate the pattern forming layer from the substrate; and
- 5) adhering the separated pattern forming layer to an article.
Der oben genannte Schritt 1 umfasst das Aufbringen einer Opferschicht auf ein Substrat, das eine planare Struktur hat. In Schritt 1 wird zuerst eine Opferschicht auf das Substrat aufgebracht, die nachträglich entfernt wird, um von dem Substrat eine Mehrschicht-Dünnschicht, worauf ein feines Muster ausgebildet wurde, zu separieren.The above-mentioned
Das ”Substrat” in dieser Erfindung ist nicht speziell eingeschränkt, sofern es ein Material ist, worauf ein feines Muster ausgebildet werden kann; die Ausbildung des feinen Musters kann leichter erreicht werden, weil es eine planare Struktur hat. Beispiele von bevorzugten Materialien für das Substrat umfassen Silizium und Glas, sind aber nicht auf diese beschränkt. Das Substratmaterial kann ein flexibles Substrat sein; in einem bevorzugten Beispiel dieser Erfindung wurde ein feines Muster unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie auf einem ma-N Negative PR(Microresist, Germany)-Substrat ausgebildet.The "substrate" in this invention is not particularly limited insofar as it is a material on which a fine pattern can be formed; the formation of the fine pattern can be more easily achieved because it has a planar structure. Examples of preferred materials for the substrate include, but are not limited to, silicon and glass. The substrate material may be a flexible substrate; In a preferred example of this invention, a fine pattern was formed using laser interference lithography on a ma-N Negative PR (Microresist, Germany) substrate.
In dieser Erfindung können die Materialien, die für die Opferschicht verwendet werden, Materialien sein, die die Separation ermöglichen, wie z. B. Siliziumoxide, sind aber nicht darauf beschränkt.In this invention, the materials used for the sacrificial layer may be materials that facilitate separation, such as e.g. As silicon oxides, but are not limited thereto.
In dieser Erfindung kann für das Verfahren zum Aufbringen der Opferschicht jedes Verfahren, das konventionell im Stand der Technik verwendet wird, ohne Beschränkung verwendet werden; es ist bevorzugt, dass ein Verfahren ausgeführt wird, wie z. B. Flüssigphasen-Dünnschicht-Abscheidung, Gasphasen-Dünnschicht-Abscheidung oder chemische Dünnschicht-Abscheidung, aber das Verfahren ist nicht darauf beschränkt.In this invention, for the method of applying the sacrificial layer, any method conventionally used in the prior art can be used without limitation; It is preferred that a method is carried out, such as. Liquid-phase thin-film deposition, gas-phase thin-film deposition, or chemical thin-film deposition, but the method is not limited thereto.
In dieser Erfindung kann die Dicke der Opferschicht von einigen zehn Nanometern bis zu Hunderten von Mikrometern sein. Es gibt wesentliche Nachteile in Bezug auf Separation, wenn sie dicker ist als das obere Limit oder dünner als das untere Limit.In this invention, the thickness of the sacrificial layer may be from several tens of nanometers to hundreds of microns. There are significant disadvantages to separation if it is thicker than the upper limit or thinner than the lower limit.
Der oben genannte Schritt 2 umfasst das Aufbringen einer Muster ausbildenden Schicht über der aufgebrachten Opferschicht; eine Schicht, auf welcher ein feines Muster ausgebildet werden kann, wird auf die obere Oberfläche der Opferschicht aufgebracht.The above step 2 involves applying a pattern-forming layer over the deposited sacrificial layer; a layer on which a fine pattern can be formed is applied to the upper surface of the sacrificial layer.
In dieser Erfindung können für die Substanz der Muster ausbildenden Schicht Substanzen verwendet werden, die zur Abtrennung geeignet sind, umfassend POSS (polyedrisches oligomeres Silsesquioxan), ein Komplex von SiO2 und Urethan oder eine Kombination davon, aber nicht darauf beschränkt.In this invention, substances suitable for separation, including but not limited to POSS (polyhedral oligomeric silsesquioxane), a complex of SiO 2 and urethane or a combination thereof, may be used for the substance of the pattern-forming layer.
In dieser Erfindung kann für das Verfahren zum Aufbringen der Muster ausbildenden Schicht jedes Verfahren, das konventionell im Stand der Technik verwendet wird, ohne Beschränkung verwendet werden; es ist bevorzugt, dass ein Verfahren ausgeführt wird, wie z. B. Flüssigphasen-Dünnschicht-Abscheidung, Gasphasen-Dünnschicht-Abscheidung oder chemische Dünnschicht-Abscheidung, aber das Verfahren ist nicht darauf beschränkt.In this invention, for the method of applying the pattern-forming layer, any method conventionally used in the art can be used without limitation; It is preferred that a method is carried out, such as. Liquid-phase thin-film deposition, gas-phase thin-film deposition, or chemical thin-film deposition, but the method is not limited thereto.
In dieser Erfindung kann die Dicke der Muster ausbildenden Schicht von Hunderten von Nanometern bis zu Hunderten von Mikrometern sein. Wenn sie dicker ist als das obere Limit, hat dies Nachteile in Bezug auf Abtrennung und Rissbildung; wenn sie dünner ist als das untere Limit, hat dies Nachteile in Bezug auf Schwierigkeit der Abtrennung und Rissbildung. In this invention, the thickness of the pattern-forming layer can be from hundreds of nanometers to hundreds of microns. If it is thicker than the upper limit, this has disadvantages in terms of separation and cracking; if it is thinner than the lower limit, this has disadvantages in terms of severity of separation and cracking.
Der oben genannte Schritt 3 umfasst die Ausbildung eines feinen Musters auf der aufgebrachten Musterschicht; bei Verwendung eines Verfahrens zur Ausbildung eines feinen Musters, das konventionell im Stand der Technik verwendet wird, wird ein feines Muster über einen großen Bereich auf der Muster ausbildenden Schicht ausgebildet, die auf das flach-strukturierte Substrat aufgebracht wurde. In andere Worten, diese Erfindung ist charakterisiert durch die großformatige Ausbildung eines feinen Musters.The above-mentioned step 3 involves forming a fine pattern on the applied pattern layer; Using a method of forming a fine pattern conventionally used in the prior art, a fine pattern is formed over a large area on the pattern-forming layer applied to the flat-structured substrate. In other words, this invention is characterized by the large-sized formation of a fine pattern.
Die Laser-Interferenz-Lithographie umfasst das Durchführen des Lithographie-Prozesses unter Verwendung des Auftretens eines sich periodisch wiederholenden Interferenzmusters von Licht und Dunkelheit, wenn sich eine Vielzahl von kohärenten Laserstrahlen, die aus verschiedenen Richtungen einfallen, treffen. Wenn das Substrat, auf dem der Prozess durchzuführen ist, mit einem Fotoresist beschichtet wird und man zwei diffuse Laserstrahlen auf die Oberfläche des Substrats von verschiedenen Winkeln einfallen lässt, wird ein periodisches Schwarz-Weiß-Muster auf dem Substrat ausgebildet, und weil die Licht-gemusterten Teile lichtempfindlich sind, wird ein Muster ausgebildet, wenn der Fotoresist entwickelt wird. Hinsichtlich des ausgebildeten Musters korreliert die Licht/Dunkelheit-Periode direkt mit der Wellenlänge des einfallenden Laserstrahls; die Periode kann durch die unten stehende Formel 1 ausgedrückt werden: [Formel 1] 
In oben genannter Formel 1 repräsentiert λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts und Θ repräsentiert den Winkel zwischen den zwei einfallenden Strahlen.In the above-mentioned
In dieser Erfindung ist ein Beispiel dargestellt, bei welchem Laser-Interferenz-Lithographie als das Verfahren zur Ausbildung eines feinen Musters verwendet wird, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und jedes andere Verfahren zur Ausbildung eines feinen Musters, das konventionell im Stand der Technik verwendet wird, kann auch verwendet werden.In this invention, an example is shown in which laser interference lithography is used as the method for forming a fine pattern, but the invention is not limited thereto, and any other method for forming a fine pattern conventionally known in the art can also be used.
Wenn das feine Muster unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie ausgebildet wird, kann in dieser Erfindung eine konventionelle Laser-Interferenz-Lithographie-Vorrichtung verwendet werden.When the fine pattern is formed by using laser interference lithography, a conventional laser interference lithography apparatus can be used in this invention.
Wenn ein feines Muster unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie ausgebildet wird, kann in dieser Erfindung, abhängig von der Wahl des Typs des Fotoresist-Materials und des Lasers, eine Laserstrahlendivergenz-Gesamtleistung von einigen zehn bis zu Hunderten von mW, vorzugsweise 10 bis 900 mW, für die Lithographie verwendet werden, in dem Beispiel dieser Erfindung wurde die Lithographie bei 100 mW ausgeführt.When a fine pattern is formed using laser interference lithography, in this invention, depending on the choice of the type of the photoresist material and the laser, a total laser beam divergence of several tens to hundreds of mW, preferably 10 to 900 mW, for which lithography is used, in the example of this invention lithography was carried out at 100 mW.
Der oben genannte Schritt 4 umfasst die Separation der Muster ausbildenden Schicht von dem Substrat durch Ätzen der Opferschicht; die Muster ausbildende Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, wird von dem Substrat durch einen Ätzprozess der aufgebrachten Opferschicht separiert.The above-mentioned step 4 involves separating the pattern-forming layer from the substrate by etching the sacrificial layer; the pattern-forming layer to which the fine pattern has been transferred is separated from the substrate by an etching process of the deposited sacrificial layer.
In dieser Erfindung kann das Verfahren, das für die Separation verwendet wird, die Verwendung von elastischen und flexiblen Stempeln umfassen, wie z. B. PDMS (Polydimethylsiloxan), Fotoresist-Materialien und SU-8, ist aber nicht darauf beschränkt.In this invention, the method used for the separation may include the use of elastic and flexible punches, e.g. PDMS (polydimethylsiloxane), photoresist materials, and SU-8, but is not limited thereto.
In dieser Erfindung kann entweder Trockenätzen oder Nassätzen für das Ätzverfahren verwendet werden.In this invention, either dry etching or wet etching may be used for the etching process.
Der oben genannte Schritt 5 umfasst das Anhaften der separierten Muster ausbildenden Schicht auf einen Artikel; die Muster ausbildende Schicht, die von dem Substrat separiert wurde, mit dem transferierten feinen Muster, wird an den Artikel angehaftet.The above step 5 includes adhering the separated pattern forming layer to an article; the pattern-forming layer separated from the substrate with the transferred fine pattern is adhered to the article.
In dieser Erfindung kann der Artikel eine flexible Display-Vorrichtung, eine flexible Vorrichtung, eine flexible elektronische Vorrichtung, eine Solarzelle, architektonisches Glas oder Glas für den automobiltechnischen Bereich sein, ist aber nicht darauf beschränkt.In this invention, the article may be, but is not limited to, a flexible display device, a flexible device, a flexible electronic device, a solar cell, architectural glass or glass for the automotive industry.
In einem Beispiel dieser Erfindung, wie hier beschrieben, wurde bestätigt, dass ein feines Muster effektiv transferiert werden konnten, sogar an einen Artikel, der eine nicht-planare Struktur hat, durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht durch Laser-Interferenz-Lithographie, und dann Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben an den Artikel, für eine Vielzahl solcher Artikel.In one example of this invention, as described herein, it was confirmed that a fine pattern could be effectively transferred even to an article having a non-planar structure by first applying a sacrificial layer and pattern-forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure, then forming a fine pattern over a large area on the upper surface of the deposited pattern-forming layer by laser interference lithography, and then separating the pattern-forming layer, whereupon the fine pattern has been transferred, and adhering thereto to the article, for a variety of such articles.
Zudem stellt dieser Erfindung einen Artikel bereit, worauf ein feines Muster transferiert wurde, unter Verwendung des Verfahrens zum nicht-planaren Transfer für ein feines Muster. In addition, this invention provides an article to which a fine pattern has been transferred using the non-planar transfer method for a fine pattern.
In dieser Erfindung kann der Artikel eine flexible Display-Vorrichtung, eine flexible Vorrichtung, eine flexible elektronische Vorrichtung, eine Solarzelle, architektonisches Glas oder Glas für den automobiltechnischen Bereich sein, ist aber nicht darauf beschränkt.In this invention, the article may be, but is not limited to, a flexible display device, a flexible device, a flexible electronic device, a solar cell, architectural glass or glass for the automotive industry.
In dieser Erfindung kann das feine Muster als eine Struktur verwendet werden, um die optische Effizienz zu erhöhen, wie z. B. für ein optisches Prisma, für das Fokussieren von Licht oder zur Vermeidung von Lichtdiffusion.In this invention, the fine pattern can be used as a structure to increase the optical efficiency, such as. As for an optical prism, for focusing light or to avoid light diffusion.
[Vorteilhafte Effekte][Advantageous Effects]
Diese Erfindung ermöglicht es, ein feines Muster effektiv zu transferieren, sogar an einen Artikel, der eine nicht-planare Struktur hat, durch zuerst Aufbringen einer Opferschicht und Muster ausbildenden Schicht auf die obere Oberfläche eines Substrats, das eine planare Struktur hat, dann Ausbilden eines feinen Musters über einen großen Bereich auf der oberen Oberfläche der aufgebrachten Muster ausbildenden Schicht durch Laser-Interferenz-Lithographie, und dann Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster transferiert wurde, und Anhaften derselben an einen Artikel, für eine Vielfalt solcher Artikel, und insbesondere für Artikel, die eine nicht-planare Struktur haben.This invention makes it possible to effectively transfer a fine pattern even to an article having a nonplanar structure by first applying a sacrificial layer and pattern forming layer to the upper surface of a substrate having a planar structure, then forming a pattern fine pattern over a large area on the upper surface of the applied pattern forming layer by laser interference lithography, and then separating the pattern forming layer to which the fine pattern has been transferred and adhering it to an article for a variety of such articles, and especially for articles that have a non-planar structure.
[Kurzbeschreibung der Zeichnungen][Brief Description of the Drawings]
[Beste Ausführungsform des Implementierens der Erfindung][Best Mode for Implementing the Invention]
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail mit Bezug auf die unten stehenden Beispiele beschrieben. Jedoch sind die unten stehenden Beispiele lediglich zum besseren Verständnis dieser Erfindung bestimmt, und der Umfang dieser Erfindung ist nicht auf die unten stehenden Beispiele beschränkt.Hereinafter, the invention will be described in detail with reference to the examples below. However, the examples below are for the convenience of this invention only, and the scope of this invention is not limited to the examples below.
Beispiel 1: Herstellung eines feinen Musters unter Verwendung eines Laser-Interferenz-Lithographie-VerfahrensExample 1: Production of a fine pattern using a laser interference lithography method
Nachdem zuerst ein Siliziumoxid auf ein Glassubstrat als eine Opferschicht durch Spin-Coating aufgebracht wurde, wurde das organische/anorganische Dünnschicht-Material POSS als eine Muster ausbildende Schicht durch Spin-Coating aufgebracht.After first depositing a silicon oxide on a glass substrate as a sacrificial layer by spin coating, the organic / inorganic thin film material POSS was spin-coated as a pattern-forming layer.
Auf der Muster ausbildenden Schicht wurde ein feines Muster mit einem 230 nm-Pitch auf ma-N Negative PR (Microresist, Germany) hergestellt, das auf das Silizium-Substrat aufgebracht wurde, unter Bedingungen von 100 mW-Exposition, unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie.A fine pattern was made on the patterning layer with a 230 nm pitch on ma-N Negative PR (Microresist, Germany) applied to the silicon substrate under conditions of 100 mW exposure using laser light. interference lithography.
In diesem Fall wurde ein 266 nm-Laser (Coherent, USA) verwendet; der Winkel zwischen den zwei einfallenden Strahlen wurde ungefähr auf 35 Grad festgesetzt und das Muster, das eine Periode von ungefähr 450 nm hat, konnte unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie ausgebildet werden.In this case, a 266 nm laser (Coherent, USA) was used; the angle between the two incident rays was set at about 35 degrees, and the pattern having a period of about 450 nm could be formed using laser interference lithography.
Der Prozess zur Herstellung des feinen Musters unter Verwendung von Laser-Interferenz-Lithographie ist in groben Zügen in
In
Aus
Beispiel 2: Verlegen des hergestellten feinen MustersExample 2: Laying the prepared fine pattern
Eine Muster ausbildende Schicht wurde erhalten, worauf ein feines Muster verlegt wurde, durch Separieren der ein feines Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster, hergestellt in dem Beispiel 1, transferiert wurde, von dem Substrat. In
Insbesondere wurde eine Muster ausbildende Schicht, worauf ein feines Muster verlegt wurde, erhalten, durch Separieren der Muster ausbildenden Schicht, worauf ein feines Muster transferiert wurde, von dem Substrat, durch Entfernen der Opfer-Siliziumoxid-Schicht, hergestellt in dem Beispiel 1, von dem Substrat durch einen Trockenätzprozess.Specifically, a pattern-forming layer on which a fine pattern was laid was obtained by separating the pattern-forming layer to which a fine pattern was transferred from the substrate by removing the sacrificial silicon oxide layer prepared in Example 1 of FIG the substrate by a dry etching process.
Beispiel 3: Herstellung eines Artikels auf den ein feines Muster transferiert istExample 3: Production of an article on which a fine pattern is transferred
Ein Artikel, worauf ein feines Muster transferiert wurde, wurde erhalten durch Anhaften der ein feines Muster ausbildenden Schicht, worauf das feine Muster verlegt wurde, erhalten in dem Beispiel 2, auf einen gewünschten Artikel.An article to which a fine pattern was transferred was obtained by adhering the fine pattern forming layer, and then laying the fine pattern obtained in Example 2 to a desired article.
Insbesondere wurde die Muster ausbildende Schicht, worauf das feine Muster verlegt wurde, erhalten in dem Beispiel 2, an ein flexibles Substrat angehaftet, durch Anwenden mechanischer Adhäsion und Hitze, unter Verwendung eines flexiblen PDMS(Polydimethylsiloxan)-Stempels.Specifically, the pattern-forming layer on which the fine pattern was laid, obtained in Example 2, was adhered to a flexible substrate by applying mechanical adhesion and heat, using a flexible PDMS (polydimethylsiloxane) stamp.
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