NO311797B1 - Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene - Google Patents
Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene Download PDFInfo
- Publication number
- NO311797B1 NO311797B1 NO19992295A NO992295A NO311797B1 NO 311797 B1 NO311797 B1 NO 311797B1 NO 19992295 A NO19992295 A NO 19992295A NO 992295 A NO992295 A NO 992295A NO 311797 B1 NO311797 B1 NO 311797B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- polymer
- procedure according
- material surface
- stamp
- polymer film
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 31
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical group OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 15
- -1 poly(ethylene glycol) Polymers 0.000 claims description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 8
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 6
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 6
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 6
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 4
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 14
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 8
- 238000002174 soft lithography Methods 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000005376 alkyl siloxane group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000000820 replica moulding Methods 0.000 description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 1
- 239000013627 low molecular weight specie Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 1
- 238000001682 microtransfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
- B41C1/00—Forme preparation
- B41C1/06—Transferring
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/20—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
- H10K71/231—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
- H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Polyethers (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til mønstring av en polymerfilm som danner et belegg på en materialoverflate, hvor mønstringen finner sted ved hjelp av et stempel av elastomermateriale som har en overflate med minst en fordypning dannet deri; og en fremgangsmåte for å overføre en mønstret polymerfilm til en materialoverflate ved hjelp av et stempel av elastomermateriale som har en overflate med minst en fordypning dannet deri. Oppfinnelsen angår også en anvendelse av fremgangsmåter av denne art.
Bruken av polymerer i elektroniske innretninger krever anordninger for å prosessere dem til tynnfilmer som kan mønstres. Mønstring av ledende elektroder og halvledende polymerer i polymerdioder krever mønstring av alle materialer, ved en oppløsning på 0,1-50 um. Dette kan muligvis oppnås med bruk av klassisk fotolitografi med hjelp av fotoresister, men en rekke nye problemer oppstår ved den kjemiske etsing av materialet og den kjemiske kompatibilitet med konvensjonelle fotoresister. Det vil derfor være ønskelig å mønstre dette materiale med ikke-fotolitografiske teknikker.
En ny metode for mønstring er basert på elastomerstempler. Mønstring av en overflate krever her konformal kontakt mellom stempelet og overflaten. En rekke varianter av disse teknikker er dokumentert, spesielt ved arbeidet til G.Whitesides' gruppe ved Harvard University (Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Angewandte Chemie-International Edition in English, 37(5), pp. 551-575 (1998), og Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Annual Review of Materials Science, 28, pp. 153-184 (1998)).
Arbeidet til Whitesides' gruppe er vist i US patent nr. 5 512 131, med tittelen "Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles"
(Kumar & Whitesides). Dette kjente dokument viser en fremgangsmåte til mønstring av en materialoverflate og omfatter trinn for å skaffe et stempel som har en overflate med minst en fordypning dannet deri, idet fordypningen er sammenhengende med en stempeloverflate som definerer et første mønster, å påføre stempeloverflaten en molekylær spesies som avsluttes ved en første ende i en funksjonell gruppe valgt for å bindes til materialet, å prosessere stempeloverflaten i en første orientering og kontakte et parti av materialoverflaten med stempeloverflaten for å holde den molekylære spesies mot materialoverflatepartiet for å tillate at den funksjonelle gruppe binder seg til denne, og å fjerne stempeloverflaten for å skaffe en selvmonterende
molekylær spesies på materialoverflaten i henhold til det første mønster i den første orientering.
Denne viste kjente teknikk utgjør en prosess hvor en kjemisk spesies som er i stand til å danne et selvmonterende monosjikt påføres på en stempeloverflate på et elastomerstempel, idet spesien har en funksjonell gruppe valgt for å bindes til et bestemt materiale. Stempeloverflaten plasseres mot en overflate på en materialoverflate og fjernes for å etterlate et monosjikt av spesien i henhold til stempelets overflatemønster.
Videre er det fra IBM Research Disclosure 419100 (mars 1999) kjent en tilsvarende fremgangsmåte for å påføre avsettbart materiale på stempler for mikrokontakttrykking av alkantioler på gull. Spesielt er det her vist en fremgangsmåte som minimerer ukontrollert spredning og diffusjon av det materiale som skal avsettes under trykkingen, kalt kontaktpåføring. I stedet for å påføre f.eks. alkantiol over hele stempeloverfalten, presses forhøyningene i et stempel som skal brukes under trykkingen, mot overflaten på et tilsvarende plant elastomerstempel, hvor den plane overflate på forhånd er eksempelvis påført alkantiol. Dermed blir alkantiol bare overført til de forhøyde partier på det mønstrede elastomerstempel og kan derfra avsettes på et substrat og danne det ønskede mikrokontakttrykkede mønster, uten at alkantiol diffunderer utover overflaten utenfor mønsteret fra øvrige partier i det mønstrede stempels overflate.
Enn videre er det også kjent en rekke forskjellige teknikker for å mønstre overflater eller materialer avsatt på disse uten at det er nødvendig å benytte konvensjonell fotolitografi.
Som et ytterligere eksempel på kjent teknikk viser en artikkel av Zhang, L.G.; Liu, J.F. og Lu, Z.H., med tittelen "Microfabrication on polymer with a contact procedure", Supramolecular Science, bind 5, nr. 5-6:713-715 (okt.-des. 1998) fabrikasjonen av mikromønstre med tykkelseskontrast basert på en kontaktprosedyre. Polymer(polydimetylsiloksan)-mikrostolpegrupper fremstilles med gitre som mastere. Denne kontaktprosedyren som ikke anvender etsing, utvider de nåværende grenser for mikrofabrikasjon. I tillegg kan mikromønstrene med tykkelseskontrast kopieres til andre substrater, såsom silisiumskiver, med mikrokontakttrykking.
Disse teknikker som samlet ålment betegnes myklitografi, er basert på mønsteroverføring med et mykt gummistempel ved direkte kontakt med overflaten og materialene som skal mønstres. Myklitografi innbefatter mikrokontakttrykking (|J.CP), replikkstøping (REM), mikrooverføringsstøping (uTM) og mikrostøping i kapillærer (MIMIC). Alle disse teknikkene er omtalt i de ovennevnte arbeider av Xia & Whitesides. Mønstringsteknikken er basert på fysisk kontakt, ikke projeksjon av lys gjennom en maske som i fotolitografi. De fundamentale grenser for oppløsningen skyldes rekkevidden av van der Waals-krefter som bestemmer vekselvirkningen mellom overflater (~ 10 nm), ikke diffraksjonen av lys i fjernfeltgeometrier (~ 0,5 um).
Et viktig element ved mikrokontakttrykking (uCP) er dannelsen ved selvmontering av et monomolekylært lag av etsemiddelresistente organiske molekyler. Alkantioler er de foretrukkede spesies, som kjemisorberer til molekylære tynnfilmer på Au, Ag, Cu og andre metalloverflater. De danner lag med meget liten tykkelse (1-3 nm) som er tett bundet, men som kan desorberes ved høye temperaturer og ved utveksling. Disse alkansjiktene benyttes som resist, et metallsjikt beskyttes mot etsing under molekylfilmen og hvor den ikke er avsatt, fjernes metallet. Mønstringen av resistsjiktet blir i sin tur utført med molekylære stempler. Et poly(dimetylsiloksan-(PDMS-)sjikt mønstret med utragende og tilbaketrukkede elementer i et forutgående trinn, eksponeres overfor en løsning av alkantioler, gummistemplene presses mot en overflate under et kort tidsrom, alkantiolene reagerer med gulloverflaten når nærkontakt inntreffer og et mønster av beskyttet og ikke-beskyttet Au fås. Dette sjiktet blir nå eksponert for et annet alkantiol som absorberes fra oppløsning på den ubeskyttede gulloverflate. Et mønstret sjikt fås. Det har blitt godtgjort at dannelsen av den mønstrede struktur skjer i løpet av få sekunder.
Det mønstrede sjikt kan nå benyttes som ultratynne resister i selektiv våtetsing eller som sjablonger for kontroll av fukting, avfukting, kimdannelse eller dyrking eller avsetting av andre materialer. Minimumsstørrelser på
35 nm fordypninger i Au-sjikt er blitt oppnådd med etsemetoder.
Mønstrede, selvmonterende monosjikt (SAM) tillater kontroll av den lokale hydrofobe/hydrofile egenskap til overflaten og kan derfor kontrollere avsetningen av materialer. Vann vil kondensere på den hydrofile del av overflaten og dette tillater avsetning av materialer fra vandig løsning på en mønstret overflate på en regelmessig måte. Tilsvarende kan organiske polymerer avsettes på hydrofobe overflater fra et organisk løsningsmiddel. Begge disse metoder tillater dannelsen av mønstrede strukturer av avsatt materiale. Selektiv kjemiske pådampings-(CVD-)prosesser på SAM for å styre kimdannelsesoppførsel er en annen tilnærming til mønsterdannelse på keramiske materialer og metaller. Proteiner og celler kan selektivt adsorberes på mønstrede overflater.
Det er lett å mønstre ikke-plane overflater med denne metode, men omtrent umulig med fotolitografi. Kapillærer med et krumningsradius på 50 um er blitt mønstret med strukturer av dimensjoner ned til noen få um. Dette muliggjør konstruksjonen av mer komplekse strukturer på mønstrede og ikke-plane overflater og frigjør en derfor fra begrensningene til planar fotolitografi.
Mikrokontakttrykkingen er enkel, billig og fleksibel. Med større strukturer (>20 um) er renromutstyr ikke nødvendig. Stempelet kan brukes og brukes om igjen mange ganger og gir en gjengivelse med høy troskap. Fordi masterstrukturen normalt benyttes som en sjablong til å fremstille negativer (så å si), kan det dannes mange identiske stempler fra en enkelt master og hvert av dem kan benyttes noen hundre ganger. Flere gangers kopiering og parallell prosessering av strukturene er derfor mulig. Kapitalkostnaden ved fremstilling av strukturene er meget lav. Fabrikasjonen av mastere krever naturligvis andre litografiske teknikker så som fotolitografi eller elektronstrålelitografi, men mangfoldiggjøring av stemplene gir parallelle produksj onslinj er.
Mikrostøping er en liten vri på klassisk støping ved at en myk og fleksibel silikongummi benyttes, fremfor en hard form. Elastisiteten og den lave overflateenergi til dette formaterialet gjør at det lett kan fjernes fra den fremstilte struktur. En variant av denne teknikken, replikkstøping, kan benyttes ned til dimensjoner på 30 nm. Slike fremgangsmåter er egnet til å fremstille optiske strukturer så som i gittere, mikrolinser, fresnellinser og lignende konstruksjoner også for diffusjon og refraksjon av lys. Mikrostøping kan hensiktsmessig realiseres i en variant kalt mikrooverføringsstøping (uTM), hvor en mønstret form fylles med en flytende polymerforløper, overflødig væske fjernes og formen presses mot en overflate bestrålt eller oppvarmet for å polymerisere. Etter at den flytende forløper er omdannet til et faststoff, skrelles formen bort. I en modifikasjon av denne teknikken, mikrostøping i kapillarer (MIMIC), blir forbundne strukturer anordnet i kontakt med væsker av lav viskositet og som fyller kanalene ved kapillærvirkning. Disse væskene kan inneholde nanopartikler eller oppløsninger for solgelomdannelse eller polymerer i oppløsning. Etter omdannelsen av væsken til et faststoff, fjernes formen. Behandling av den resulterende struktur ved fotokjemi eller termisk behandling er nå mulig, f.eks. for å konvertere en forløper til karbonmaterialer. Den resterende struktur kan nå være det funksjonelle element - så som en optisk bølgeleder - eller en resist som kan benyttes til å etse det underliggende materiale. I en lett vri på MIMIC-teknikken, SAMIM (løsningsmiddelassistert MIMIC) benyttes et løsningsmiddel for å modifisere overflaten til prøven som skal mønstres, og mønsteret defineres med en mikroform hvor strukturen er definert.
Det meget viktige trekk tro gjengivelse over store arealer og med lav feiltetthet er ennå ikke i sin helhet løst. I en nylig rapport fra IBM Ziirich, påstås det at strukturer med 1 mikrometer repetisjonsavstand ble troverdig reprodusert uten defekter over arealer på 10 cm<2>, med bruk av uCP eller
MIMIC.
Mønstring av monosjikt av molekyler er den mest elegante og nyeste av disse kjente teknikker, men er begrenset til overføringen av monosjikt, som deretter benyttes til etseresister og overflateaktiverende elementer. Overføring av polymermønstre blir mer normalt gjort med MIMIC og mikrokontakttrykking. Ved MIMIC blir en polymerforløper mønstret ved å fylle kanaler definert ved å benytte et stempel på en overflate; mens i mikrokontakttrykking fyller en polymer (forløper) kanalene vendt opp ned på en slik måte at det dannes en struktur som deretter overføres til overflaten. Overføring av et polymersjikt til funksjonelt modifiserte overflater er blitt omtalt, se L. Yan, W. T.S. Huck, X.M. Zhao og G.M. Whitesides, "Patterning thin film of poly(ethylene imine) on a reactive SAM using microcontact printing", Langmuir, 15(4), (1999), 1208-1214.
Mønstringen av polymerer og spesielt konjugerte polymerer er blitt omtalt (se Z. Huang, P.C. Wang, J. Feng, A.G. MacDiarmid, Y. Xia og G.M. Whitesides, "Selective deposition of films of polypyrrole, polyaniline and nickel on hydrophobic/hydrophilic patterned surfaces and applications", Synthetic metals, 85(1-3): 1375-1376 (1997) og Z.Y. Huang, P.C. Wang, A.G. MacDiarmid, Y.N. Xia, og G. Whitesides, "Selective deposition of conducting polymers on hydroxyl-terminated surfaces with printed monolayers of alkylsiloxanes as templates", Langmuir, 13(24):6480-6484
(1997)), med bruk av hydrofob/hydrofil modifikasjon av monomeraddisjon. Det kan være vanskelig å avsette høykvalitetspolymerer fra dispersjoner og oppløsninger med materialene som benyttes i disse stempler. Spesielt forhindrer svellingen av et poly(dimetylsiloksan)-stempel i kloroform mønstringen av mange av de luminescente polymerer som benyttes til elektroluminescente polymerdisplayer hvor mønstring er ønskelig. Disse polymerer blir ofte oppløst i løsningsmidler så som kloroform. På samme måte forhindrer mønstringen av vannoppløselige polymerer bruken av noen myklitografiteknikker så som MIMIC (se Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Angewandte Chemie - International Edition in English, 37(5):551-575 (1998), og Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Annual Review of Materials Science, 28:153-184 (1998)), da løsningsmiddelet må kunne passere gjennon en elastomermembran. Kloroform vil føre til svelling av stempelet og ødelegge det fine mønster som skal overføres, mens i det annet ytterpunkt lar vann seg vanskelig transportere gjennom det ekstreme ikke-polare elastomerstempel og mønsteroverføringen vil være umulig. Nye mønstringsmetoder er derfor ønskelig.
I betraktning av visse ulemper og begrensninger med de ovennevnte fremgangsmåter i henhold til kjent teknikk er det således en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte hvormed mønsteret kan genereres i tynnfilmer av polymer avsatt på materialoverflater med enkel og billig teknikk basert på bruken av en spesialutført stempel for å generere mønstrene.
Spesielt er det en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse å være i stand til å mønstre tynnfilmer av polymerer som initialt danner kontinuerlige sjikt og dessuten viser fordelaktige elektroniske eller optiske egenskaper, eksempelvis for bruk som mønsterelektroder eller piksler i optoelektroniske displayer. Endelig er det også en hensikt med oppfinnelsen å skaffe mønstrede tynnfilmer av polymer på et substrat for å lette den spesifikke prosessering av substratet.
De ovennevnte hensikter og fordeler realiseres med en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen for å mønstre en polymerfilm, idet fremgangsmåten er kjennetegnet ved å avsette på materialoverflaten en tynnfilm av polymer, og presse elastomerstempelet mot materialoverflaten til konformal kontakt med polymerfilmens overflate, slik at partiet derav som står i kontakt med ett eller flere utragende elementer på elastomerstempelet, dannet ved minst en fordypning i dette, festes til det utragende element eller de utragende elementer og fjernes fra materialoverflaten med elastomerstempelet.
I henhold til oppfinnelsen kan polymerfilmen for mønstringen fordelaktig modifiseres ved å innbefatte tilsetninger for å redusere kohesjonsbindingen av polymerfilmen, idet en tilsetning da foretrukket er en vannløselig organisk forbindelse eller valgt blant etylenglykol, polyetylenglykol, glyserol, sorbitol, polyol eller hvilke som helst kombinasjoner derav.
I henhold til oppfinnelsen kan ved mønstringen av polymerfilmen polymeren fordelaktig være en vannløselig eller dispergert polymer, en ledende konjugert polymer i sin dopede eller udopede tilstand, eller poly(3,4-dioksyetylentiofen) (PEDOT) eller også være avledet fra en kopolymer derav eller en eller flere blandinger som innbefatter monomerformen (EDOT).
I henhold til oppfinnelsen er det ved mønstringen av polymerfilmen fordelaktig å modifisere materialoverflaten for å skaffe en svak adhesjon mellom materialoverflaten og polymerfilmen som skal fjernes derfra, og da foretrukket å modifisere materialoverflaten ved plasmaetsing.
I henhold til oppfinnelsen er det ved mønstringen av polymerfilmen også fordelaktig å modifisere elastomerstempeloverflaten for å skaffe en sterk adhesjon mellom stempelet og polymerfilmen som skal festes til denne, og da foretrukket å modifisere elastomerstempeloverflaten ved plasmaetsing.
Endelig er det i henhold til oppfinnelsen ved mønstringen av polymerfilmen fordelaktig å forsterke adhesjonen mellom stempelet og polymerfilmen ved hjelp av tilsetninger til den sistnevnte, idet en tilsetning da foretrukket er glyserol.
De ovennevnte hensikter og fordeler realiseres også i henhold til den foreliggende oppfinnelse med en fremgangsmåte til å overføre en mønstret polymerfilm, idet fremgangsmåten er kjennetegnet ved å avsette på stempeloverflaten en tynnfilm av polymer, å presse elastomerstempelet med polymerfilmen til konformal kontakt med materialoverflaten, slik at polymerfilmen overføres dertil fra ett eller flere utragende elementer på elastomerstempelet dannet ved minst en fordypning i dette, og å etterlate en mønstret tynnfilm av polymer på materialoverflaten når elastomerstempelet fjernes derfra.
I henhold til oppfinnelsen kan polymerfilmen for mønstringen fordelaktig modifiseres ved å innbefatte tilsetninger for å redusere kohesjonsbindingen av polymerfilmen, idet en tilsetning da foretrukket er en vannløselig organisk forbindelse eller valgt blant etylenglykol, glyserol, sorbitol, polyol eller hvilke som helst kombinasjoner derav.
I henhold til oppfinnelsen kan ved overføringen av polymerfilmen polymeren fordelaktig være vannløselig eller dispergert polymer, eller en ledende konjugert polymer i sin dopede eller udopede tilstand, eller poly(3,4-dioksyetylentiofen) (PEDOT eller også være avledet fra en kopolymer derav eller en eller flere blandinger som innbefatter monomerformen EDOT).
I henhold til oppfinnelsen er det ved overføringen av polymerfilmen fordelaktig å modifisere elastomerstempeloverflaten for å skaffe en svak adhesjon mellom elastomerstempeloverflaten og polymerfilmen som skulle fjernes derfra, og da foretrukket å modifisere elastomerstempeloverflaten ved plasmaetsing.
I henhold til oppfinnelsen er det ved overføringen av polymerfilmen fordelaktig å modifisere materialoverflaten for å skaffe en sterk adhesjon mellom materialoverflaten og polymerfilmen som skal overføres til denne, og da foretrukket å modifisere materialoverflaten ved plasmaetsing.
I en utførelse av fremgangsmåtene i henhold til oppfinnelsen for å skaffe en mønstret etseresist i form av en tynnfilm av polymer på et gullsjikt, dannes en mønstret etseresist i tynnfilmen på gullsjiktet, hvorved gullsjiktet kan fjernes ved etsing av området ubeskyttet av resisten, idet polymeren foretrukket er PEDOT. - Oppfinnelsen skal nå beskrives nå på en generell måte og i forbindelse med den vedføyde tegning i tilfelle av en av fremgangsmåtene, såvel som med henvisning til eksemplifiserende utførelser av begge fremgangsmåter.
På tegningen viser
fig. 1 avsetningen av en tynnfilm av polymer på et substrat,
fig. 2 bruken av et stempel på polymertynnfilmen, og
fig. 3 skjematisk mønstring av tynnfilmen av polymer.
En bestemt polymer av stor interesse i denne forbindelse er poly(3,4-dioksyetylentiofen) (PEDOT) som er en kommersiell polymer fra Bayer AG. Den fremstilles i form av en vandig dispersjon og kan avsettes, f.eks. spinnavsettes, på en overflate for å danne en tynnfilm. Denne tynnfilmen har meget attraktive egenskaper for elektroniske innretninger av polymer, da den f.eks. forsterker stabiliteten og effektiviteten til lysemitterende dioder av polymer eller hullinnsamlingen i fotodioder av polymer eller hullinjeksjon i strukturer av metall/PEDOT/polymer. Det er imidlertid vanskelig å mønstre denne polymerdispersjonen med det hydrofobe polydimetylsiloksan-(PDMS)-stempel i MIMIC-metoden. Den foreliggende oppfinnelse skaffer således alternative metoder for å mønstre PEDOT-filmer.
Et av kravene for bruk av denne mønstrede film er at tilstrekkelig elektrisk ledningsevne kan fås for å tillate polymeren å benyttes som elektrode i innretningen. Overraskende har den mønstrede film med passende tilsetninger vist seg å gi forbedret elektrisk ledningsevne, inntil 80 S/cm, etter termisk herding.
I en av fremgangsmåtene i henhold til den foreliggende oppfinnelsen avsettes en film av modifisert PEDOT på overflaten som skal mønstres, ved hjelp av spinnavsetning og mønstringen skjer ved å fjerne deler av filmen med et passende elastomerstempel. Dette er den første fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen og skal i det følgende benevnes "Lift-up". I den alternative fremgangsmåte blir et modifisert PEDOT-sjikt avsatt på stempelet og deretter overført til overflaten som skal mønstres. Dette er den annen fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen og i det følgende benevnt "Put-down".
Disse fremgangsmåter er kjent teknikk overlegne ved at de tillater mønstring av meget store arealer på (ikke-plane) overflater. Det er dokumentert i litteraturen (se Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Angewandte Chemie - International Edition in English, 37(5):551-575 (1998), og Y. Xia og G. Whitesides, Soft lithography, Annual Review of Materials Science, 28:153-184 (1998)) at polymerer kan avsettes på overflater i mønster med MIMIC, ved hvilken fordypninger i et stempel virker som kanaler for å tillate kapillær fylling med en eller annen polymeroppløsning eller polymerforløper. Dette krever at alle områder som skal fylles er forbundet - et isolert piksel kan ikke fylles ved kapillær virkning. MIMIC vil også kreve en lang fyllingstid etter hvert som størrelsen av kanalene reduseres og lengden økes. Den er derfor ikke egnet til produksjon i løpende bane. Begge fremgangsmåter i henhold til oppfinnelsen er i prinsippet kompatible med produksjon i løpende bane og tillater også mønstring av isolerte strukturer.
De er også overlegne ved at mønstringen av polymer sjiktet ikke (nødvendigvis) krever forutgående mønstring av overflaten, som f.eks. i Z. Huang, P.C. Wang, J. Feng, A.G. MacDiarmid, Y. Xia og
G.M. Whitesides, "Selective deposition of films of polypyrrole, polyaniline and nickel on hydrophobic/hydrophilic patterned surfaces and applications", Synthetic metals, 85(1-3): 1375-1376 (1997); og Z.Y. Huang, P.C. Wang, A.G. MacDiarmid, Y.N. Xia, og G. Whitesides, "Selective deposition of conducting polymers on hydroxyl-terminated surfaces with printed monolayers of alkylsiloxanes as templates", Langmuir, 13(24):6480-6484
(1997), og at polymerer, ikke monomerer, avsettes.
Forbehandlingen av en modifisert polymer foretas for å avstemme kohesjonsenergien til filmen for å tillate at denne brytes i begge fremgangsmåter; den utføres også for å avstemme adhesjonen til substratet og/eller stempelet. Den indre kohesjon av filmen modifiseres ved at det tilsettes lavmolekylære spesies i det foreliggende tilfelle, men det kunne ålment være hvilken som helst tilsetning som ga denne funksjonen. Det er naturligvis vesentlig at tilsetningene på ingen måte er skadelige for sjiktets funksjon, og i det foreliggende tilfelle er tilsetningene gunstige for funksjonen.
Når fordelene til disse fremgangsmåter betraktes, skal det bemerkes at Lift-up og Put-down er komplementære i den forstand at hvor den første svikter, skal den siste virke. Dårlig adhesjon av filmen som skal mønstres på substratet, antyder at lift-up kan benyttes, dårlig adhesjon til stempelet antyder at put-down kan benyttes.
I Lift-up benyttes polymerfilmoverføringen mellom stempel og overflate til å ta opp deler fra en PEDOT-film på et substrat. Det skjer ved å presse et elastomerstempel mot tynnfilmen av PEDOT på et heldekket substrat. Den molekylære kontakt mellom film og stempel bryter opp filmen, og den kan nå mikromønstres til enhver topologi ved denne fremgangsmåte. PEDOT-filmen vil også nå prepareres ved hjelp av tilsetninger og etter overføring av filmen herdes den eller omdannes til høyere konduktivitet ved varmebehandling. Strukturer med dimensjoner ned til 10 um kan lett mønstret. En av fordelen med denne teknikken sammenlignet med MIMIC er at isolerte PEDOT-piksler kan defineres. Ved denne fremgangsmåten benyttes ikke noe løsningsmiddel, noe som øker antallet materialer som kan mønstres.
Mer bestemt angår fig. 1 Lift-up og viser hvordan en PEDOT-film spinnavsettes på substratet. I et annet trinn vist på fig. 2 blir et plasmaetset poly(dimetylsiloksan)-stempel benyttet på tynnfilmen og samtidig varmet opp. Stempelet plasmaetses for å skaffe adhesjon mellom tynnfilmen og stempelet, sterkere enn mellom tynnfilmen og substratet. I en påfølgende og endelig trinn av Lift-up prosessen vist på fig. 3 løftes stempelet og polymertynnfilmen i form av PEDOT fester seg til de utragende partier av stempelet slik at mønsteret dannes i PEDOT-tynnfilmen på substratet når stempelet fjernes.
I Put-down blir en lett modifisert PEDOT-dispersjon påført et elastomerstempel ved spinnavsetning. Ved å tilføye en forbindelse med lav molekylvekt så som etylenglykol, glyserol eller sorbitol i dispersjon, blir overflaten klebrig nok til at den fester seg til en annen overflate som føres nær inntil. For strukturer med stor nok avstand mellom de utragende deler er dette tilstrekkelig til å overføre PEDOT som befinner seg på overkanten av strukturen til en tilsvarende overflate ved riktig temperatur og trykk. Ved bruk av Put-down metoden vil man være i stand til å overføre filmer med strukturer med sideveis utstrekning mindre enn 100 um. Denne fremgangsmåten har den ytterligere fordel at det fås ingen begrensning i topologien på grunn av kanaler med væske slik som i MIMIC-prosessen. Denne metoden har også den fordel at overflaten som skal belegges, ikke behøver å være plan; faktisk kan avsetning skje til ujevne overflater.
Det skal nå gis eksempler på spesielt foretrukkede utførelser i henhold til oppfinnelsen, idet disse innbefatter både Lift-up og Put-down prosesser.
Eksempel 1: Lift- up
Poly(3,4-dioksyetylentiofen)-polystyrensulfonat (PEDOT-PSS) (Baytron fra Bayer AG) blandes med glyserol for å danne en blanding med et vektforhold på 1:2. Blandingen spinnavsettes til et tynt, kontinuerlig sjikt på en glassoverflate. Et elastomerstempel dannet av poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10-30 s i et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel bringes til konformal kontakt med sjiktet som så oppvarmes til 50-100°C i 50-60 s og deretter fjernes elastomerstempelet. Som et alternativ til glyserol kunne sorbitol benyttes, men tilsynelatende virker sorbitol-blandet PEDOT-PSS dårlig om i det hele tatt med Lift-up..
Eksempel 2: Lift- up
PEDOT-PSS (Baytron fra Bayer AG) blandes med glyserol for å danne en blanding med et vektforhold på 1:1. Blandingen spinnbelegges til et tynt, kontinuerlig sjikt på en glassoverflate. Et elastomerstempel dannet av poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10-30 s i et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel bringes til konformal kontakt med sjiktet som så oppvarmes til 50-100°C og deretter fjernes med elastomerstempelet.
Eksempel 3: Put- down
PEDOT-PSS (Baytron from Bayer AG) blandes med etylenglykol for å danne en blanding med molarforhold på 1:1. Et elastomerstempel dannet i poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10 s i et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel dyppes i blandingen og dyppbelegges. Det bringes til konformal kontakt med ITO-overflate og en del av sjiktet fra stempelet avsettes på ITO-overflaten og etterlater et mønstret sjikt av PEDOT-PSS-blanding.
Eksempel 4: Put- down
PEDOT-PSS (Baytron fra Bayer AG) blandes med etylenglykol for å danne en blanding med et molarforhold på 1:1. Et elastomerstempel dannet i poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10 s i— et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel dyppbelegges med blandingen. Det bringes til konformal kontakt med en Au-overflate og en del av sjiktet avsettes fra stempelet på Au-overflaten og etterlater et mønstret sjikt av PEDOT-PSS-blanding.
Eksempel 5: Put- down
PEDOT-PSS (Baytron fra Bayer AG) blandes med glyserol for å danne en blanding med molarforhold på 1:1. Et elastomerstempel dannet i poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10 s i et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel dyppbelegges med blandingen. Det bringes til konformal kontakt med en Cu-overflate og en del av sjiktet avsettes fra stempelet på Cu-overflaten og etterlater et mønstret sjikt av PEDOT-PSS-blanding.
Eksempel 6: Put- down
PEDOT-PSS (Baytron fra Bayer AG) blandes med glyserol for å danne en blanding med et molarforhold på 1:1. Et elastomerstempel dannet i poly(dimetylsiloksan) (Sylgard 184, Dow Corning) plasmabehandles i 10 s i en oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel dyppbelegges med blandingen. Det bringes til konformal kontakt med en glassoverflate og en del av sjiktet avsettes fra stempelet på glasset og tillater et mønstret sjikt av PEDOT-PSS-blanding.
Eksempel 7: Put- down
PEDOT-PSS (Baytron fra Bayer AG) blandes med glyserol for å danne en blanding med et molarforhold på 1:1. Et elastomerstempel dannet i poly-(dimetylsiloksan) (Sylgard 184; Dow Corning) plasmabehandles i 10 s i et oksygenplasma. Det relieffmønstrede stempel dyppbelegges med blandingen. Det bringes til konformal kontakt med en Au-overflate, og en del av sjiktet avsettes fra stempelet på Au-overflaten og etterlater et mønstret sjikt av PEDOT-PSS-blanding. Den dekorerte Au-overflate utsettes for et etsemiddel (gulletseoppløsning: 5 g h, 10 g Kl oppløst i 250 ml H20) for å fjerne det ubeskyttede Au-sjikt.
Claims (25)
1. Fremgangsmåte til mønstring av en polymerfilm som danner et belegg på en materialoverflate, hvor mønstringen finner sted ved hjelp av et stempel av elastomermateriale som har en overflate med minst en fordypning dannet deri,
karakterisert ved å avsette på materialoverflaten en tynnfilm av polymer, å presse elastomerstempelet mot materialoverflaten til konformal kontakt med polymerfilmens overflate, slik at partiet derav som står i kontakt med ett eller flere utragende elementer på elastomerstempelet dannet ved minst en fordypning i dette, festes til det utragende element eller de utragende elementer og fjernes fra materialoverflaten med elastomerstempelet.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved å modifisere polymerfilmen ved å innbefatte tilsetninger for å redusere kohesjonsbindingen av polymerfilmen.
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2,
karakterisert ved at en tilsetning er en vannløselig organisk forbindelse.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2,
karakterisert ved at en tilsetning velges blant etylenglykol, poly(etylenglykol), glyserol, sorbitol, polyol eller hvilke som helst kombinasjoner derav.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved at polymeren er en vannløselig eller dispergert polymer.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved at polymeren er en ledende konjugert polymer i sin dopede eller udopede tilstand.
7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved at polymeren er poly(3,4-dioksyetylentiofen) (PEDOT) eller er avledet fra en kopolymer derav eller en eller flere blandinger som innbefatter monomerformen (EDOT).
8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved å modifisere materialoverflaten for å skaffe en svak adhesjon mellom materialoverflaten og polymerfilmen som skal fjernes derfra.
9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8,
karakterisert ved å modifisere materialoverflaten ved plasmaetsing.
10. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert ved å modifisere elastomerstempeloverflaten for å skaffe en sterk adhesjon mellom stempelet og polymerfilmen som skal festes til denne.
11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10,
karakterisert ved å modifisere elastomerstempeloverflaten ved plasmaetsing.
12. Fremgangsmåte i henhold til kravl,
karakterisert ved å forsterke adhesjonen mellom stempelet og polymerfilmen ved hjelp av tilsetninger til den sistnevnte.
13. Fremgangsmåte i henhold til krav 12,
karakterisert ved at en tilsetning er glyserol.
14. Fremgangsmåte til å overføre et mønstret polymerfilm til en materialoverflate ved hjelp av et stempel av et elastomermateriale som har en overflate med minst en fordypning dannet deri,
karakterisert ved å avsette på stempeloverflaten en tynnfilm av polymer, å presse elastomerstempelet med polymerfilmen til konformal kontakt med materialoverflaten, slik at polymerfilmen overføres dertil fra ett eller flere utragende elementer på elastomerstempelet dannet ved minst en fordypning i dette, og å etterlate en mønstret tynnfilm av polymer på materialoverflaten når elastomerstempelet fjernes derfra.
15. Fremgangsmåten i henhold til krav 14,
karakterisert ved å modifisere polymerfilmen ved å innbefatte tilsetninger for å redusere kohesjonsbindingen til polymerfilmen.
16. Fremgangsmåte i henhold til krav 15,
karakterisert ved at en tilsetning er en vannløselig organisk forbindelse.
17. Fremgangsmåte i henhold til krav 15,
karakterisert ved at en tilsetning velges blant etylenglykol, poly(etylenglykol), glyserol, sorbitol, polyol eller hvilke som helst kombinasjoner derav.
18. Fremgangsmåte i henhold til krav 14,
karakterisert ved at polymeren er en vannløselig eller dispergert polymer.
19. Fremgangsmåte i henhold til krav 14,
karakterisert ved at polymeren er en ledende konjugert polymer i sin dopede eller udopede tilstand.
20. Fremgangsmåte i henhold til krav 14,
karakterisert ved at polymeren er poly(3,4-dioksyetylentiofen) (PEDOT) eller avledet fra en kopolymer derav eller en eller flere blandinger som inbefatter monomerformen (EDOT).
21. Fremgangsmåte i henhold til krav 14,
karakterisert ved å modifisere elastomerstempeloverflaten for å skaffe en svak adhesjon mellom elastomerstempeloverflaten og polymerfilmen som skal fjernes derfra..
22. Framgangsmåte i henhold til krav 21,
karakterisert ved å modifisere elastomerstempeloverflaten ved plasmaetsing..
23. Fremgangsmåte i henhold til krav 23,
karakterisert ved å modifisere materialoverflaten for å skaffe en sterk adhesjon mellom materialoverflaten og polymerfilmen som skal overføres dertil..
24. Fremgangsmåte i henhold til krav 23,
karakterisert ved å modifisere materialoverflaten ved plasmaetsing.
25. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 14 for å skaffe en mønstret etseresist i form av en tynnfilm av polymer på et gullsjikt, karakterisert ved å danne en mønstret etseresist i tynnfilmen på gullsjiktet, hvorved gullsjiktet kan fjernes ved etsing av området ubeskyttet av resisten, idet polymeren foretrukket er PEDOT.
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO19992295A NO311797B1 (no) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene |
| AT00927984T ATE333666T1 (de) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Verfahren zur strukturierung von polymerschichten,und anwendung der verfahren |
| EP00927984A EP1192505B1 (en) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Methods for patterning polymer films, and use of the methods |
| JP2000618785A JP3469204B2 (ja) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | 重合体フィルムをパターン化する方法及びその方法の使用 |
| KR10-2001-7014396A KR100453255B1 (ko) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | 중합체막을 패턴화하는 방법 및 이 방법의 용도 |
| RU2001133272/12A RU2217785C2 (ru) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Способы формирования рисунка в полимерных пленках и применение способов |
| DE60029445T DE60029445T2 (de) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Verfahren zur strukturierung von polymerschichten, und anwendung der verfahren |
| CNB008074518A CN100354754C (zh) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | 聚合物薄膜图案成形方法及其应用 |
| ES00927984T ES2267533T3 (es) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Procedimientos para modelar peliculas de polimero y uso de los procedimientos. |
| PCT/NO2000/000157 WO2000070406A1 (en) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Methods for patterning polymer films, and use of the methods |
| AU46286/00A AU4628600A (en) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Methods for patterning polymer films, and use of the methods |
| US09/720,259 US6966997B1 (en) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Methods for patterning polymer films, and use of the methods |
| DK00927984T DK1192505T3 (da) | 1999-05-12 | 2000-05-12 | Fremgangsmåder til at forsyne polymerfilm med mönster og anvendelse af fremgangsmåderne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO19992295A NO311797B1 (no) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO992295D0 NO992295D0 (no) | 1999-05-12 |
| NO992295L NO992295L (no) | 2000-11-13 |
| NO311797B1 true NO311797B1 (no) | 2002-01-28 |
Family
ID=19903327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19992295A NO311797B1 (no) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6966997B1 (no) |
| EP (1) | EP1192505B1 (no) |
| JP (1) | JP3469204B2 (no) |
| KR (1) | KR100453255B1 (no) |
| CN (1) | CN100354754C (no) |
| AT (1) | ATE333666T1 (no) |
| AU (1) | AU4628600A (no) |
| DE (1) | DE60029445T2 (no) |
| DK (1) | DK1192505T3 (no) |
| ES (1) | ES2267533T3 (no) |
| NO (1) | NO311797B1 (no) |
| RU (1) | RU2217785C2 (no) |
| WO (1) | WO2000070406A1 (no) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6663820B2 (en) * | 2001-03-14 | 2003-12-16 | The Procter & Gamble Company | Method of manufacturing microneedle structures using soft lithography and photolithography |
| JP2003089259A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-25 | Hitachi Ltd | パターン形成方法およびパターン形成装置 |
| GB2387268A (en) * | 2002-01-22 | 2003-10-08 | Darren Edward Robertson | Silicon stamped circuits |
| GB0207134D0 (en) | 2002-03-27 | 2002-05-08 | Cambridge Display Tech Ltd | Method of preparation of organic optoelectronic and electronic devices and devices thereby obtained |
| DE10217151A1 (de) * | 2002-04-17 | 2003-10-30 | Clariant Gmbh | Nanoimprint-Resist |
| JP4147221B2 (ja) * | 2002-05-30 | 2008-09-10 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | パターニング方法 |
| WO2003104898A1 (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-18 | Obducat Ab | Method for transferring a pattern |
| US8222072B2 (en) * | 2002-12-20 | 2012-07-17 | The Trustees Of Princeton University | Methods of fabricating devices by low pressure cold welding |
| EP1443344A1 (en) * | 2003-01-29 | 2004-08-04 | Heptagon Oy | Manufacturing micro-structured elements |
| US7179396B2 (en) * | 2003-03-25 | 2007-02-20 | Molecular Imprints, Inc. | Positive tone bi-layer imprint lithography method |
| JP3928727B2 (ja) * | 2003-09-17 | 2007-06-13 | セイコーエプソン株式会社 | 電極形成方法 |
| US7114448B2 (en) * | 2003-11-06 | 2006-10-03 | Palo Alto Research Center, Incorporated | Method for large-area patterning dissolved polymers by making use of an active stamp |
| GB2449795B8 (en) * | 2003-12-17 | 2009-04-15 | Sumitomo Chemical Co | Organic light-light conversion device |
| WO2006138272A1 (en) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Northwestern University | Metal ion-based immobilization |
| KR101264673B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2013-05-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 소프트 몰드를 이용한 미세 패턴 형성방법 |
| US7572667B2 (en) * | 2006-01-20 | 2009-08-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming an organic semiconductor pattern and method of manufacturing an organic thin film transistor using the same |
| TW200739982A (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-16 | Nat Univ Chung Cheng | Method for manufacturing full-color organic light-emitting diode array based on microcontact printing technology |
| US20080113283A1 (en) * | 2006-04-28 | 2008-05-15 | Polyset Company, Inc. | Siloxane epoxy polymers for redistribution layer applications |
| KR101309861B1 (ko) * | 2006-06-30 | 2013-09-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 인쇄 장치 시스템, 및 그를 이용한 패턴 형성방법 및액정표시소자 제조방법 |
| US20080110363A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | National Chung Cheng University | Physisorption-based microcontact printing process capable of controlling film thickness |
| US20080271625A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-11-06 | Nano Terra Inc. | High-Throughput Apparatus for Patterning Flexible Substrates and Method of Using the Same |
| JP4432993B2 (ja) | 2007-04-16 | 2010-03-17 | ソニー株式会社 | パターン形成方法および半導体装置の製造方法 |
| WO2008130587A2 (en) | 2007-04-16 | 2008-10-30 | Corium International, Inc. | Solvent-cast microneedle arrays containing active |
| US8911749B2 (en) | 2007-04-16 | 2014-12-16 | Corium International, Inc. | Vaccine delivery via microneedle arrays |
| US20080309900A1 (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Micron Technology, Inc. | Method of making patterning device, patterning device for making patterned structure, and method of making patterned structure |
| WO2009094786A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-08-06 | Acadia University | Device and method for collecting a sample from a wet environment |
| US8652393B2 (en) * | 2008-10-24 | 2014-02-18 | Molecular Imprints, Inc. | Strain and kinetics control during separation phase of imprint process |
| RU2495515C2 (ru) * | 2008-11-03 | 2013-10-10 | Кембридж Энтерпрайз Лимитед | Способ формирования рельефа из электронного или фотонного материала |
| JP5195439B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-05-08 | ソニー株式会社 | 印刷方法および表示装置の製造方法 |
| GB0912034D0 (en) | 2009-07-10 | 2009-08-19 | Cambridge Entpr Ltd | Patterning |
| GB0913456D0 (en) | 2009-08-03 | 2009-09-16 | Cambridge Entpr Ltd | Printed electronic device |
| CN102687241A (zh) * | 2009-12-30 | 2012-09-19 | 3M创新有限公司 | 使用掩模提供图案化基底的方法 |
| KR101184161B1 (ko) | 2010-04-15 | 2012-09-18 | 한남대학교 산학협력단 | 소프트 리소그래피를 이용하여 패턴화된 금 표면의 표면 개질 방법 |
| AU2011248108B2 (en) | 2010-05-04 | 2016-05-26 | Corium Pharma Solutions, Inc. | Method and device for transdermal delivery of parathyroid hormone using a microprojection array |
| TWI378039B (en) * | 2010-06-21 | 2012-12-01 | Compal Electronics Inc | Pattern processing method of a workpiece's surface |
| US8242012B2 (en) | 2010-07-28 | 2012-08-14 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit structure incorporating a conductor layer with both top surface and sidewall passivation and a method of forming the integrated circuit structure |
| US20120156777A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | General Electric Company | Cell carrier, associated methods for making cell carrier and culturing cells using the same |
| US9534206B2 (en) | 2010-12-16 | 2017-01-03 | General Electric Company | Cell carrier, associated methods for making cell carrier and culturing cells using the same |
| US9926523B2 (en) | 2010-12-16 | 2018-03-27 | General Electric Company | Cell carriers and methods for culturing cells |
| US9453197B2 (en) | 2010-12-16 | 2016-09-27 | General Electric Company | Methods of making cell carrier |
| US9453196B2 (en) | 2010-12-16 | 2016-09-27 | General Electric Company | Cell carrier, methods of making and use |
| US9518249B2 (en) | 2010-12-16 | 2016-12-13 | General Electric Company | Cell carrier, associated methods for making cell carrier and culturing cells using the same |
| KR101218580B1 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-01-21 | 한국화학연구원 | 박리 기법을 이용한 그래핀 패턴 형성 방법 및 그 장치 |
| JP2015521293A (ja) * | 2012-05-31 | 2015-07-27 | ザ・ユニバーシテイ・オブ・ノース・カロライナ・アト・チャペル・ヒル | 溶解に誘導される構造化表面の湿潤 |
| WO2014021991A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | New York University | Covalently patterned graphene surfaces by a force accelerated cycloaddition reaction |
| MX2015008157A (es) | 2012-12-21 | 2016-02-22 | Corium Int Inc | Microarreglo para la entrega de agente terapeutico y metodos de uso. |
| KR101889920B1 (ko) | 2012-12-21 | 2018-08-21 | 삼성전자주식회사 | 박막 형성 방법, 전자 소자 및 그 제조 방법 |
| CN103030104A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-10 | 江苏大学 | 一种制备超疏油表面的二步成形法 |
| BR122020006959B1 (pt) | 2013-03-12 | 2022-04-26 | Corium, Inc | Aplicador de microprojeções |
| CA2903763C (en) | 2013-03-15 | 2021-11-16 | Corium International, Inc. | Microarray with polymer-free microstructures, methods of making, and methods of use |
| WO2014150285A2 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Corium International, Inc. | Multiple impact microprojection applicators and methods of use |
| RU2711567C2 (ru) | 2013-03-15 | 2020-01-17 | Кориум, ИНК. | Микрочип для доставки лекарственного средства и способы его использования |
| CA2903583C (en) | 2013-03-15 | 2021-12-28 | Corium International, Inc. | Microarray for delivery of therapeutic agent, methods of use, and methods of making |
| WO2016036866A1 (en) | 2014-09-04 | 2016-03-10 | Corium International, Inc. | Microstructure array, methods of making, and methods of use |
| KR101592371B1 (ko) * | 2014-12-18 | 2016-02-05 | 광주과학기술원 | 고전도성 pedot:pss 기반 전극의 전사방법 |
| US20170342213A1 (en) * | 2014-12-24 | 2017-11-30 | Newsouth Innovations Pty Limited | Electrically conductive polymeric material |
| JP2016203518A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 平板状ブランケットおよび当該ブランケットを用いた転写方法 |
| US10857093B2 (en) | 2015-06-29 | 2020-12-08 | Corium, Inc. | Microarray for delivery of therapeutic agent, methods of use, and methods of making |
| CN108269656A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 深圳光启空间技术有限公司 | 超材料制造方法 |
| CN108640081B (zh) * | 2018-05-07 | 2019-11-12 | 徐小女 | 一种微结构的制备方法 |
| CN109179312B (zh) * | 2018-08-03 | 2019-09-24 | 山东科技大学 | 一种图案化金属薄膜的制备方法 |
| CN113211935A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-06 | 汕头市辰安新材料科技有限公司 | 一种模压版的制版方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3717668A1 (de) * | 1987-05-26 | 1988-12-15 | Hoechst Ag | Elektrisch leitende beschichtungsmasse, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
| CN1018839B (zh) * | 1988-02-13 | 1992-10-28 | 赫稳斯特股份公司 | 改进了溶解性能的导电聚合物的应用 |
| US5358604A (en) * | 1992-09-29 | 1994-10-25 | Microelectronics And Computer Technology Corp. | Method for producing conductive patterns |
| US5512131A (en) * | 1993-10-04 | 1996-04-30 | President And Fellows Of Harvard College | Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles |
-
1999
- 1999-05-12 NO NO19992295A patent/NO311797B1/no unknown
-
2000
- 2000-05-12 KR KR10-2001-7014396A patent/KR100453255B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-05-12 DE DE60029445T patent/DE60029445T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-12 JP JP2000618785A patent/JP3469204B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-12 EP EP00927984A patent/EP1192505B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-12 AU AU46286/00A patent/AU4628600A/en not_active Abandoned
- 2000-05-12 ES ES00927984T patent/ES2267533T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-12 WO PCT/NO2000/000157 patent/WO2000070406A1/en active IP Right Grant
- 2000-05-12 US US09/720,259 patent/US6966997B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-12 RU RU2001133272/12A patent/RU2217785C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-05-12 CN CNB008074518A patent/CN100354754C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-12 AT AT00927984T patent/ATE333666T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-12 DK DK00927984T patent/DK1192505T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO992295D0 (no) | 1999-05-12 |
| AU4628600A (en) | 2000-12-05 |
| ES2267533T3 (es) | 2007-03-16 |
| RU2217785C2 (ru) | 2003-11-27 |
| EP1192505B1 (en) | 2006-07-19 |
| DK1192505T3 (da) | 2006-11-20 |
| EP1192505A1 (en) | 2002-04-03 |
| NO992295L (no) | 2000-11-13 |
| DE60029445D1 (de) | 2006-08-31 |
| CN1350659A (zh) | 2002-05-22 |
| ATE333666T1 (de) | 2006-08-15 |
| JP3469204B2 (ja) | 2003-11-25 |
| WO2000070406A1 (en) | 2000-11-23 |
| DE60029445T2 (de) | 2007-02-08 |
| KR20020026161A (ko) | 2002-04-06 |
| JP2002544373A (ja) | 2002-12-24 |
| US6966997B1 (en) | 2005-11-22 |
| CN100354754C (zh) | 2007-12-12 |
| KR100453255B1 (ko) | 2004-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO311797B1 (no) | Fremgangsmåter til mönstring av polymerfilmer og anvendelse av fremgangsmåtene | |
| EP2115794B1 (en) | Deposition of organic layers | |
| Menard et al. | Micro-and nanopatterning techniques for organic electronic and optoelectronic systems | |
| CN1236360C (zh) | 在衬底上形成微图形的方法 | |
| US6736985B1 (en) | High-resolution method for patterning a substrate with micro-printing | |
| JP5420133B2 (ja) | 電子デバイスを形成する方法 | |
| CN103620733B (zh) | 转印薄膜的方法 | |
| US8027086B2 (en) | Roll to roll nanoimprint lithography | |
| US8372731B2 (en) | Device fabrication by ink-jet printing materials into bank structures, and embossing tool | |
| TW200848956A (en) | Devices and methods for pattern generation by ink lithography | |
| JP2005354044A (ja) | 電子機能材料からなる所望のパターンの製作方法 | |
| KR101107474B1 (ko) | 소프트몰드와 이를 이용한 패턴방법 | |
| Guo et al. | Large-scale programmable assembly of functional micro-components for advanced electronics via light-regulated adhesion and polymer growth | |
| Stuart et al. | Fabrication of a 3D nanoscale crossbar circuit by nanotransfer‐printing lithography | |
| Sanetra et al. | Printing of highly integrated crossbar junctions | |
| US20080110363A1 (en) | Physisorption-based microcontact printing process capable of controlling film thickness | |
| JP2010087118A (ja) | 薄膜パターンの形成方法、並びに、圧電素子および表示素子の製造方法 | |
| KR101547533B1 (ko) | 미세 패턴이 형성된 구조체의 제조방법 | |
| KR101617952B1 (ko) | 소프트리소그래피를 이용한 경사진 관통 구멍을 구비한 구조체의 제조방법 | |
| Lai et al. | Soft imprint lithography using swelling/deswelling characteristics of a polymer mold and a resist induced by a poor solvent | |
| KR100942345B1 (ko) | 금속 전사용 도너기판, 금속 전사용 도너기판의 제조방법및 이를 이용한 프린팅 방법 | |
| Lo | Patterning organic electronics based on nanoimprint lithography | |
| Scarpa et al. | Pattern generation by using high-resolution nanoimprinting and nanotransfer printing techniques | |
| Li | High-Resolution Contact Transfer via Optimized Polyurethane-Acrylate and Its Application in Fabricating Micro-Patterned Organic Light Emitting Diodes |