製備具有金屬層或圖案的基板的方法

2023-05-23 16:01:26

專利名稱：製備具有金屬層或圖案的基板的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備具有金屬層或圖案的基板的方法、通過該方 法所製備的基板、以及該基板的使用。
背景技術：
在過去十年中，軟光刻已經被研發用於製作化學微結構和、納米
結構表面的多用途技術("2。在統稱為軟光刻的多種技術中，微接觸印
刷(MCP)已經成為最常用的方法111。該技術最初被研發用於轉移分子
且也被應用於轉移金屬l"。
迄今為止已經研發出兩種用於使用金屬來接觸有機材料的軟光刻
方法，即，納米轉移印刷(nTP (nanotransfer printing))4; 5'和軟 接觸層疊(ScL) 16)。這些方法可以被用於平行製作多個裝置。兩種方 法均示意性示於圖1中。
在riTP (圖la)的情況下，薄的金屬層被蒸鍍到圖案化彈性印模 (stamp)上，該圖案化彈性印模是通過聚二甲基矽氧烷(PDMS)滴鑄 (drop cast)到圖案化矽晶片上來製作的。使蒸鍍金屬層與基板上的 有機物層共形接觸。由於在金屬-有機物界面上形成化學鍵，金屬-有機物結合強於金屬-PDMS結合且金屬層從PDMS印模被轉移到有機 物層上。該工藝在環境條件下進行，無需施加任何附加壓力。已經通 過在Au/烷基雙硫醇/GaAs異質結17和Au/巰基矽烷/Si異質結181內Au 上電極的製作演示了該工藝。在另一工藝中，金在矽晶片上被圖案化， 且隨後在高壓(9至30bar)和在100至140C之間的溫度下被轉移到 所選聚合物191。
在ScL的情況下，金屬-有機物結合是基於範德瓦爾斯相互作用， 並弱於金屬-PDMS相互作用。因此在該工藝中，金屬不是從PDMS被轉 移到有機物層上，而是PDMS保留在Au層上且成為PDMS/金屬/有機物/ 基板異質結的一部分(圖lb )。金屬層使用陰影掩模蒸鍍被製備在非結 構化平坦PDMS層的頂部上。該工藝在環境條件下進行，無需施加任何 附加壓力,。此外，本發明人已經研發出在2006年3月31日提交的歐洲專利 申請No. 06006899. 6中公開的稱為梭轉移印刷(shuttle transfer printing, STP )的另 一種工藝1111 ，其可以按比例縮小到小至50至lOOnm 的尺寸，該製作工藝容易實施且對於不同金屬、金屬氧化物和半導體 材料是通用的。
通常，在前述技術中，從一個基板被轉移到目標基板的材料層或 圖案本身具有確定粗糙度，該粗糙度可能干涉轉移及隨後的結合工藝。 與待轉移的材料層或圖案相關的粗糙度在許多情形下阻止目標基板和 材料圖案之間的良好接觸，因此轉移可能效率低或不完全。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種允許補償與待轉移的材料層或圖 案相關聯的粗糙度的方法。此外，本發明的目的是提供一種製備具有 金屬層或圖案的基板的方法，該方法容易實施且是通用的。
本發明的目的是通過在基板上塗敷金屬層或圖案來達成的，所述 方法包括以下步驟
a) 提供目標基板；
b) 在所述目標基板上固定聚合物材料層；
c) 使用已經預先塗敷金屬層或圖案的印模，通過使所述印模與所 述目標基板共形接觸，在所述目標基板上的所述聚合物材料層上塗敷 並固定所述金屬層或圖案。
在一個實施例中，在步驟b)中，通過在所述目標基板上共價連 接所述聚合物材料，將所述聚合物材料層固定在所述目標基板上。
在一個實施例中，所述印模和所述金屬層或圖案之間的結合弱於 所述聚合物材料層與所述金屬層或圖案之間的結合。
在一個實施例中，所述聚合物材料層包括聚合物，該聚合物具有 柔性的聚合物鏈，並且此外具有近端和遠端，在所述近端處共價連接 到所述目標基板且在所述遠端處具有官能團，所述官能團允許所述金 屬層或圖案固定在所述聚合物材料層上。
優選地，所述聚合物材料層具有在從20。至70。、優選地從20° 至50° 、更優選地從30。至50°的範圍內的水接觸角。
在一個實施例中，所述聚合物材料層具有在從0. OOlGPa至5GPa、2
優選地從0. lPGa至0. 5GPa的範圍內的楊氏模量。
在一個實施例中，所述聚合物材料層在被固定在所述目標基板上 時具有在從lnm至20jnm、優選地從lnm至200nm、更優選地從lnm至 50mn、並且甚至更優選地從lnm至10nm的範圍內的平均厚度。
在一個實施例中，所述聚合物通過所述目標基板的表面上的官能 團共價連接到所述目標基板，所述目標基板的表面上的所述官能團選 自氨基、羥基、矽烷醇基、乙烯基、羧基和硫醇基。
優選地，所述聚合物通過所述聚合物的所述近端上的官能團共價 連接到所述目標基板，所述聚合物的所述近端上的所述官能團選自氨 基、羥基、矽烷醇基、烷氧基、乙烯基、羧基、硫醇基和琥珀醯亞胺 酯基。
在一個實施例中，在所述聚合物的所述遠端處的所述官能團選自 硫醇基、氨基、羥基、羧基、腈基和羰基。
在一個實施例中，所述聚合物選自包含下述項的組玻璃轉變溫 度低於執行根據前述權利要求中任一項所述的方法的溫度、優選地玻 璃轉變溫度低於40TC的塑性體、聚乙二醇(PEG)、 DNA、 RNA、聚羥基 脂肪酸酯、聚碳水化合物、多肽以及混合自組裝單層(SAM)。
優選地，所述聚合物為聚乙二醇(PEG)。
更優選地，所述聚乙二醇具有在從500Da至10000Da、優選地從 1000Da至5000Da、更優選地從2000Da至4000Da、並且最優選地約為 3000Da的範圍內的分子量。
甚至更優選地，所述聚乙二醇包括約50至100乙二醇單位，優選 地50至80乙二醇單位，更優選地60至70乙二醇單位。
在一個實施例中，所述目標基板是由選自Si、頂部上具有Si02 層的Si、雲母、玻璃、浮法玻璃、鈣鈦礦、石英、非晶複合物、金屬、 金屬氧化物和半導體的材料製成，所述金屬選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組，所述金屬氧化物選自包含A1203、 AgO、 Ti02、 Si02、 DySc03、 YsZ的組，且所述半導體優選地選自包含Si、 Ge、 GaAs、 GaN、 In、 Sb、 InP、 CdS、 ZnSe的組。
在一個實施例中，在執行步驟b)之前，所述目標基板包含所定 義的尺度的金屬結構，所定義的尺度例如為高度、由所述結構覆蓋的 目標基板面積、長度以及形狀，其中優選地，所述金屬結構至少部分地被整合到所述目標基板的表面內。
在一個實施例中，所述聚合物的長度等於在所述目標基板的表面 上方所述金屬結構的高度，或者所述聚合物的長度比在所述目標基板
的表面上方所述金屬結構的高度長<40%,優選地長《20%，更優選 地長<10%。
在一個實施例中，所述金屬結構被分子層覆蓋，其中優選地，所 述聚合物的長度等於包括所述分子層的所述金屬結構的高度。
在一個實施例中，所述聚乙二醇在所述近端上具有琥珀醯亞胺酯 基，並通過所述目標基板的表面上的氨基而共價連接到所述目標基板， 該氨基與所述聚乙二醇的所述近端上的所述琥珀醯亞胺酯基連接。
優選地，所述聚乙二醇在所述遠端上具有硫醇基。
在一個實施例中， 一直到並包括步驟b)，在所述聚合物的所述遠 端處的所述官能團、優選地所述硫醇基受到保護基保護，優選地受到 三苯甲基保護，其中優選地，在步驟b)之後且在步驟c)之前，在所
述聚合物的所述遠端處的所述官能團、優選地所述硫醇基被解除保護 (deprotect )。
在一個實施例中，在步驟c)中，在使所述印模與所述目標基板 共形接觸時，已經預先塗敷到所述印模上的所述金屬層或圖案被轉移 到所述目標基板上的所述聚合物材料層上。
在一個實施例中，所述金屬層或圖案內的所述金屬選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組，且如權利要求16至20中任 一項中所限定的所述金屬結構內的所述金屬獨立地選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組。
在一個實施例中，已經預先塗敷金屬層或圖案的所述印模為聚合 物印模，其中優選地，所述聚合物印模由選自包含彈性體、塑性體、 離子交聯聚合物和樹脂的組的聚合物材料製成。
本發明的目的還通過具有金屬層或圖案的並且通過根據本發明的 方法製備的基板來達成。
本發明的目的還通過將根據本發明的基板用於電子裝置中來達成。
在本申請中有時提及"目標基板"。通過該術語，意指為根據本發 明的金屬層或圖案的目的地的基板。該"目標基板"可以是平坦且非結構化的，或者通過底電極結構化的。在一些實施例中，在執行根據 本發明的方法之前，該"目標基板"可以已經整合了金屬結構。這種 金屬結構可以部分地被掩埋在所述目標基板的表面內，或者可以位於 所述"目標基板"的頂部上。例如如果這種基板將被用於電子裝置中， 則這種金屬結構可以被用作電極。
在本申請中，該目標基板有時也被稱為"基板2"(見圖la和3) 或者"基板3"(見圖2b)。與此相反，在本申請中有時也提到"基板1" (參見例如圖la、圖2a和圖3)。該術語意指在第一步驟中產生有金 屬圖案的任何基板，該金屬圖案隨後通過印模從該基板被轉移到"目 標基板"。在這些情況中的任一情況下，應遵守的是，目標基板和金屬 層或圖案之間的結合應強於印模(優選地為聚合物印模)和該金屬層 或圖案之間的結合。類似地，印模和金屬層或圖案之間的結合應強於 金屬層或圖案和原始基板、即基板l之間的結合。圖3示出這方面的 示意性總覽，清楚地表明在所有結合中，金屬層或圖案與目標基板 之間的結合應是最強的，以便允許金屬層或圖案轉移到目標基板上。 (圖3中的縮寫PDMS-聚二曱基矽氧烷；P0P-聚烯烴聚合物。)
類似地，在本申請中提到"印模"。通過該術語意指諸如基板的任 何實體，該實體具有表面，該表面通過臨時用作梭來允許金屬層或圖 案的轉移。這種"梭基板，，用於將金屬層或圖案轉移到目標基板上。 製備已經預先塗敷有金屬層或圖案的印模的方法有許多種，並且例如 被披露於在此全文被引入作為參考的歐洲專利申請No. 06006899. 6中。 在該歐洲專利申請中，更具體而言，披露了允許金屬層轉移到聚合物 襯墊或聚合物印模上的不同工藝。所有這些工藝可以被用於製備在頂 部上具有金屬圖案的印模。
工藝1 (參見圖2a)
該工藝步驟涉及在平坦基板表面上製備抗蝕劑圖案(1)。隨後， 在蒸鍍/沉積金屬層(3)和剝離步驟(4)之前，潤滑劑層被沉積到基 板上(2)。該工藝中以及本發明其它實施例中的該剝離步驟是通過使 抗蝕劑圖案溶解在適當溶劑中來執行的。該工藝導致結構化金屬層， 該結構化金屬層通過潤滑劑層與該基板分離。使該金屬層與轉移襯墊 或印模共形接觸(5)，該轉移襯墊或印模通常由聚合物製成。如果潤 滑劑層上的金屬層的結合力弱於金屬層和聚合物之間的相互作用，則該金屬層被轉移到所述印模的聚合物上(6)。 工藝2 (參見圖2b)
該工藝步驟涉及在根據工藝l的聚合物襯墊上製備例如Au的金屬 層(1)。極性溶劑被滴到該金屬層上(2)。該溶劑在金屬層、例如Au 層與該聚合物之間被拖曳，由此使結合力變弱。使該金屬層與目標基 板("基板3")共形接觸(3),且由於極性溶劑使結合力變弱，金屬圖 案從聚合物襯墊被轉移到目標基板上(4 )。
在本申請中有時提到使基板或印模與目標基板"共形接觸"。通過
該術語，意指允許將金屬材料層或圖案從印模轉移到目標基板的印模 和目標基板之間的任何接觸。在一些實施例中，需要施加壓力以發生 這種轉移，且在這些實例中，措辭"與…共形接觸"應等同於"壓在 (到)…"。
雖然在優選實施例中所述金屬層和目標基板之間的相互作用是通 過共價鍵，但相互作用通過範德瓦爾斯相互作用或者通過靜電相互作 用的其它情形可以被設想並為本發明所涵蓋。
此處所使用的"水接觸角"是指水/空氣/乾燥表面的三相接觸線 處的角度。水接觸角的測量方式為本領域技術人員所已知。可用於測 量這種接觸角的裝置的例子為可從德國Filderstadt的DataPhysics Instruments GmbH獲得的"OCA20"系統或者可從芬蘭赫爾辛基的KSV Instruments Ltd.獲得的"CAM 100 Optical Contact Angle Meter (CAM IOO光學接觸角測量儀)"。
"楊氏模量"是材料的抗張強度的量度，並被定義為張應力與張 應變的比值。楊氏模量經常也被簡稱為"彈性模量"。楊氏模量通常是 從優選地在小應變區域內的應力-應變曲線的斜率導出的。
有時提到"柔性的聚合物鏈"。此處所使用的該術語意指特徵在於 繞聚合物鏈內的鍵的自由旋轉的聚合物的可動性。
本發明人已經發明了 一種工藝，該工藝是通用的且允許補償與待 轉移的金屬層或金屬圖案相關聯的粗糙度。該工藝容易實施且可以被 應用於在目標基板上使用附加層的許多表面，其中該附加層也可以被 稱為"粗糙度補償結合層"或者"粗糙度匹配結合層"。在優選實施例 中，這種"粗糙度補償結合層"由包含聚合物的聚合物材料製成，該 聚合物*具有附著到遠端的化學功能，從而允許附著金屬； *是柔性的且是可壓縮的以補償金屬表面粗糙度； *具有合適長度以掩埋金屬結構；
*優選地通過在該聚合物的近端處的官能團和在目標基板的表 面上的官能團之間的共價鍵牢固地錨定到目標基板；以及
*是化學穩定的。 在不希望受任何理論約束的情況下，本發明人認為這種可壓縮性是由 於"粗糙度補償結合層"的聚合物性質所致。
附著聚合物材料層的方法有許多種且為本領域技術人員所已知。 例如，聚合物層可以通過下述方式來沉積通過旋塗；通過將聚合物 端基化學鍵合到表面(例如，硫醇端基將聚合物鍵合到金'12—141，或者 矽烷將聚合物結合到氧化矽上)；或者通過矽烷化經由固定在基板表面 上的氨基來化學鍵合115， 161 。
根據本發明的工藝的不同實施例可以被描述，其示出"粗糙度匹 配結合層"的使用
工藝3 (參見圖2c)
該工藝步驟涉及將聚合物材料固定在未被覆蓋的基板上(1)。使 利用工藝1已經被轉移到印模上的金屬結構、例如電極結構與改性基 板接觸(2)。由於聚合物材料的可 壓縮性，該金屬結構共形接觸該改 性基板。該金屬結構的任何粗糙度可以通過聚合物層的機械變形被補 償。
如果聚合物層和金屬結構、例如電極結構之間的結合力強於金屬 結構和印模之間的相互作用，該金屬結構將被轉移到該改性基板上 (3)。
工藝4 (參見圖2d)
該工藝步驟涉及例如通過標準工藝、諸如使用抗蝕劑圖案、隨後 塗敷金屬並除去抗蝕劑來在平坦目標基板上製備第 一金屬結構。隨後， 聚合物材料被固定在未被覆蓋的基板上(2)。聚合物層的厚度適配於 金屬結構的高度，使得該金屬結構被掩埋在該聚合物層內。這種笫一 金屬結構例如可以是電極。分子層被沉積到該電極上(3)。該分子層 可以被用於調整第一金屬結構的高度。使優選地利用工藝1在印模上 所製備的附加金屬結構、例如電極結構與該改性基板接觸。由於掩埋電極，第二電極結構與該改性基板共形接觸。電極結構的任何粗糙度 可以通過該聚合物層的機械變形而被補償。
如果第二電極結構上的聚合物層的結合力強於第二電極結構和印
模之間的相互作用，則該第二電極結構被轉移到改性基板上(5)。
金屬圖案或層到目標基板的可再現的且高效的轉移可以使用透明 膠帶試驗(Scotch tape test)來測試。這是用於定性地測試薄膜與 基板的結合的常用方法。如果透明膠帶被施加到已經轉移有金屬層或 圖案的目標基板上且隨後透明該膠帶被剝去，這將導致弱鍵合材料的 去除，而有效且牢固地轉移到目標基板上的膜將繼續停留在目標基板 的表面上。
在本發明人進行的所有實例和實驗中，依據本發明方法所製備的 基板都出色地經受住了透明膠帶試驗，例如可以從圖8中看出。


此外，參考附圖，其中
圖1示出納米轉移印刷工藝(nTP(a))以及軟接觸層疊工藝 (ScL(b))的示意性表示；
圖2示出圖案化金屬結構如何能夠被轉移到聚合物印模上(a)以 及金屬圖案如何能夠從聚合物印模被轉移到例如Si02的其它表面上 (b-d );
圖3定性地作為例子示出將Au材料從第一基板有效地轉移到聚合 物印模上以及隨後轉移到目標基板上所需的不同結合強度；為了發生 該轉移，Au和(最終的)目標基板之間的結合應大於Au和聚合物印模 之間的結合(PDMS -聚二曱基矽氧烷，POP-聚烯烴聚合物 (polyolefine plastomer));
圖4示出根據本發明的方法的一個實施例的反應步驟，其中Si02 目標基板使用3-氨基丙基三乙氧基矽烷來矽烷化，且隨後特定聚乙二 醇被結合到表面，該聚乙二醇在近端具有琥珀醯亞胺酯以與目標基板 上的氨基反應，且在遠端具有三苯甲基保護基，該三苯甲基保護基隨 後可以在三氟乙酸中斷開；
圖5示出在固定聚乙二醇之前氨基矽烷層的原子力顯微鏡圖像， 下圖為粗糙度分布圖；圖6以兩個不同放大倍率示出PEG改性目標基板的兩幅原子力顯 微鏡圖像，下圖為粗糙度分布圖；以及
圖7示出結構化Au的圖像，該結構化Au從Si02晶片被轉移到聚 合物基板(印模)上且隨後被轉移到依據本發明被改性的目標基板上。
具體實施例方式
此外，參考以下例子，該例子被給出用於舉例說明，而不是用於 限制本發明。 例子
使用具有Si02表面的矽晶片作為目標基板。
聚乙二醇(PEG)被引入作為粗糙度匹配層。在不希望受任何理論 約束的情況下，本發明人認為PEG提供可變形區域。 一端("近端") 為琥珀醯亞胺酯，其可以耦合到氨基終止的表面。另一端("遠端，，) 具有受三苯甲基("Trt")保護的硫原子以避免硫醇基的不期望的反應。 在這種情況下，使用分子量為3000 Da的oc-三苯甲基-co-羧基琥珀醯 亞胺酯聚乙二醇(Su-COO-PEG-CO-NH-C2H4-S-Trt )。這對應於60-70 PEG 單位。分子的長度約為20-30nm。
為了將Su-COO-PEG-CO-NH-C2H4-S-Trt結合到表面上，通過使用 3-氨基丙基三乙氧基矽烷來矽烷化S i 02表面而將氨基引入到矽晶片的 表面上。在將Su-COO-PEG-CO-NH-C2H4-S-Trt結合到表面上之後，使用 三乙基矽烷作為清除劑在純三氟乙酸中斷開三苯甲基保護基"711181。反 應步驟示於圖4中。
工藝(也參見圖2c、 4、 5和7)
工藝步驟涉及使用3-氨基丙基三乙氧基矽烷來製備氨基官能化的 Si02 (1)表面。矽烷化工藝是在手套箱內部的乾燥器內在5mbar的壓 力下執行1小時。氨基矽烷層在矽烷化之後的表面粗糙度對於4nm2 面積來說為0. 20nm(圖5)，且接觸角約為48° 。在第二步驟中，包含 約60-70 PEG單位的Su-COO-PEG-CO-NH-C2H4-S-Trt耦合到表面。氨基 改性的基板被浸沒在包含lmM的Su-COO-PEG-CO-NH-C2H4-S-Trt的磷酸 鹽緩衝溶液(pH 8)內2.5小時。隨後，基板用水衝洗並在氬氣流下 乾燥。得到的基板(2)的層厚度為2. 6nm。這約為理論長度的10%， 表明PEG沒有被緻密地堆積在表面上。隨後，通過將基板浸沒到包含幾滴三乙基矽烷的純三氟乙酸內而斷開三苯甲基。最終基板(3)的層 厚度為1.9nm，並且該層的接觸角為36° 。該值在MPTES ( 3-巰丙基三 乙氧基矽烷)改性表面(接觸角為34-40° )的範圍內。該表面在4p 012面積上的均方才艮值為0. 18nm (圖6 )。
圖7示出在透明膠帶試驗之前(c)和之後(d)結構化Au的光學 圖像，該結構化Au從Si02 (a)晶片被轉移到聚合物基板(b)上，且 從該聚合物基板被轉移到化學官能化的Si02目標基板上。
如圖7中所示，該工藝是通用的且允許在表面上具有圖案化金屬 結構的表面的官能化。
在說明書、權利要求和/或附圖中所公開的本發明的特徵可以單獨 地並且以其任何組合為用於以各種形式實現本發明的材料。參考文獻列表 Y.N. Xia， G. M. Whitesides， j/wzwa/WeF/e『 5We/zce 1998, M 153-184. B. Michel, A. Bernard, A. Bietsch， E. Delamarche， M. Geissler， D- Juncker， H. Kind, J. P. Renault, H. Rothuizen， H. Schmid， P. Schmidt-Winkel， R. Stutz， H. Wolf, i7w /ow環/ o屍 WesearcA a/ cT Z eFe/o萍e/^ 2001， " 697—719. J.W. P. Hsu， 2005， /w/y/Jz/^/" 42-54. Y丄Loo， R. L. Willett， K.W.Baldwin, J.A.Rogers, ^7//ed Ze〃e" 2002，《7 562-564. Loo. Y. L. ， and Rogers, J. A.US 6， 946， 332 B2. 20-9-2005. 參考文獻類型專利 Y. L. Loo， T. Someya， K. W. Baldwin, Z.N. Bao， P. Ho， A. Dodabalapur， H. E. Katz， J. A. Rogers, 屍roceed//7^^ o/" ZAe
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權利要求
1.一種在基板上塗敷金屬層或圖案的方法，所述方法包括步驟a)提供目標基板；b)在所述目標基板上固定聚合物材料層；以及c)使用已經預先塗敷有金屬層或圖案的印模，通過使所述印模與所述目標基板共形接觸，在所述目標基板上的所述聚合物材料層上塗敷並固定所述金屬層或圖案。
2. 如權利要求l所述的方法，其中，在步驟b)中，通過在所述 目標基板上共價連接所述聚合物材料，將所述聚合物材料層固定在所 述目標基板上。
3. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述印模和所述金 屬層或圖案之間的結合弱於所述聚合物材料層與所述金屬層或圖案之 間的結合。
4. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述聚合物材料層 包括聚合物，該聚合物具有柔性的聚合物鏈，並且此外具有近端和遠 端，在所述近端處共價連接到所述目標基板且在所述遠端處具有官能 團，所述官能團允許所述金屬層或圖案在所述聚合物材料層上的固定。
5. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述聚合物材料層 具有在從20。至70。、優選地從20。至50。、更優選地從30。至50° 的範圍內的水接觸角。
6. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述聚合物材料層 具有在從0. OOlGPa至5GPa、優選地從0. lPGa至0. 5GPa的範圍內的楊 氏模量。
7. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述聚合物材料層 在被固定在所述目標基板上時具有在從lnm至20Mm、優選地從lnm 至200mn、更優選地從lnm至50mn、並且甚至更優選地從lnm至10mn 的範圍內的平均厚度。
8. 如權利要求4至7中任一項所述的方法，其中所述聚合物通過 所述目標基板的表面上的官能團被共價連接到所述目標基板，所述目 標基板的表面上的所述官能團選自氨基、羥基、矽烷醇基、乙烯基、 羧基和硫醇基。
9. 如權利要求4至8中任一項所述的方法，其中所述聚合物通過所述聚合物的所述近端上的官能團被共價連接到所述目標基板，所述 聚合物的所述近端上的所述官能團選自氨基、羥基、矽烷醇基、烷氧 基、乙烯基、羧基、硫醇基和琥珀醯亞胺酯基。
10. 如權利要求4至9中任一項所述的方法，其中所述聚合物的 所述遠端處的所述官能團選自硫醇基、氨基、羥基、羧基、腈基和羰 基。
11. 如權利要求4至10中任一項所述的方法，其中所述聚合物選 自包含下述項的組玻璃轉變溫度低於執行根據前述權利要求中任一 項所述的方法的溫度、優選地玻璃轉變溫度低於401C的塑性體、聚乙 二醇(PEG)、 DNA、 RNA、聚羥基脂肪酸酯、聚碳水化合物、多肽以及 混合自組裝單層(SAM)。
12. 如權利要求11所述的方法，其中所述聚合物為聚乙二醇 (PEG)。
13. 如權利要求12所述的方法，其中所迷聚乙二醇具有在從500Da 至10000Da、優選地從1000Da至5000Da、更優選地從2000Da至4000Da 並且最優選地約為3000Da的範圍內的分子量。
14. 如權利要求13所述的方法，其中所述聚乙二醇包括約50至 100乙二醇單位，優選地50至80乙二醇單位，更優選地60至70乙二 醇單位。
15. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述目標基板由 選自Si、頂部上具有Si02層的Si、雲母、玻璃、浮法玻璃、鈣鈦礦、 石英、非晶複合物、金屬、金屬氧化物和半導體的材料製成，所述金 屬選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組，所述金屬氧 化物選自包含A1203、 AgO、 Ti02、 Si02、 DySc03、 YsZ的組，且所述半 導體優選地選自包含Si、 Ge、 GaAs、 GaN、 In、 Sb、 InP、 CdS、 ZnSe 的組。
16. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中在執行步驟b) 之前，所述目標基板包含所定義的尺度的金屬結構，所定義的尺度例 如為高度、由所述結構覆蓋的目標基板面積、長度以及形狀。
17. 如權利要求16所述的方法，其中所述金屬結構至少部分地被 整合到所述目標基板的表面內。
18. 如權利要求16至17中任一項所述的方法，其中所述聚合物的長度等於在所述目標基板的表面上方所述金屬結構的高度，或者所 述聚合物的長度比在所述目標基板的表面上方所述金屬結構的高度長《40%,優選地長《20%，更優選地長《10%。
19. 如權利要求16至17中任一項所述的方法，其中所述金屬結 構被分子層覆蓋。
20. 如權利要求19所述的方法，其中所述聚合物的長度等於包括 所述分子層的所述金屬結構的高度。
21. 如權利要求12至20中任一項所述的方法，其中所述聚乙二 醇在所述近端上具有琥珀醯亞胺酯基，並通過所述目標基板的表面上 的氨基而共價連接到所述目標基板，所述氨基與所述聚乙二醇的所述 近端上的所述琥珀醯亞胺酯基連接。
22. 如權利要求12至21中任一項所述的方法，其中所述聚乙二 醇在所述遠端上具有硫醇基。
23. 如權利要求10至22中任一項所述的方法，其中一直到並包 括步驟b)，在所述聚合物的所述遠端處的所述官能團、優選地所述硫 醇基受到保護基保護，優選地受到三苯甲基保護。
24. 如權利要求23所述的方法，其中在步驟b)之後且在步驟c) 之前，在所述聚合物的所述遠端處的所述官能團、優選地所述硫醇基 被解除保護。
25. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在步驟c)中， 在使所述印模與所述目標基板共形接觸時，已經預先被塗敷到所述印 模上的所述金屬層或圖案被轉移到所述目標基板上的所述聚合物材料 層上。
26. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述金屬層或圖 案內的所述金屬選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組， 且如權利要求16至20中任一項中所限定的所述金屬結構內的所述金 屬獨立地選自包含Au、 Ti、 Pt、 Ag、 Cr、 Cu、 Al及其合金的組。
27. 如前述權利要求中任一項所述的方法，其中已經預先塗敷有 金屬層或圖案的所述印模為聚合物印模。
28. 如權利要求27所述的方法，其中所述聚合物印模由選自包含 彈性體、塑性體、離子交聯聚合物和樹脂的組的聚合物材料製成。
29. —種具有金屬層或圖案的並且通過如前述權利要求中任一項所述的方法所製備的基板。
30.如權利要求29所述的基板在電子裝置中的使用。
全文摘要
本發明涉及一種製備具有金屬層或圖案的基板的方法、通過這種方法所製備的基板、以及這種基板的使用。更具體地，本發明涉及一種在基板上塗敷金屬層或圖案的方法，所述方法包括步驟a)提供目標基板；b)在所述目標基板上固定聚合物材料層；以及c)使用已經預先塗敷有金屬層或圖案的印模，通過使所述印模與所述目標基板共形接觸，在所述目標基板上的所述聚合物材料層上塗敷並固定所述金屬層或圖案。本發明還涉及具有金屬層或圖案的並且通過這種方法製備的基板以及涉及這種基板在電子裝置中的使用。
文檔編號G03F7/00GK101320210SQ20081009070
公開日2008年12月10日 申請日期2008年3月31日 優先權日2007年3月30日
發明者A·亞素達, A·奧芬豪瑟, B·盧塞姆, D·施瓦布, D·邁耶, J·韋塞爾斯, S·基爾斯 申請人:索尼德國有限責任公司;於利奇研究中心有限公司