专利名称：弹性体印模、使用此类印模的形成图案方法以及生产此类印模的方法
技术领域：
本发明涉及用于利用油墨将图案印刷于衬底上的弹性体印模上，这种印模至少部分地由第一材料形成并且包括位于第一平面中的第一表面、位于第二平面中的第二表面以及从第一表面向第二表面延伸的第三表面。
本发明还涉及用于使用此类印模利用油墨使器件的衬底形成图案的方法。
本发明还涉及用于生产此类印模的方法。
传统上，包括电子器件在内的器件的微观图案使用光刻步骤形成，这些步骤涉及用于在电子器件的衬底上限定这些图案的掩模。然而，掩模的生产是一种成本昂贵的工艺，并且随着半导体特征尺寸的缩小，还如摩尔定律所预测的那样，待形成于衬底上的图案变得日益复杂，这样通常导致要求更大数量的掩模，因此进一步增加了电子器件的生产成本。此外，普遍认为上述传统光刻技术已经成熟起来以致于利用这些技术将难以进一步减小电子器件的衬底上的特征尺寸。
已经开发了用于使电子器件的衬底形成图案的替代技术以图限制器件的生产成本以及允许将甚至更小的特征限定于衬底上。此类技术的一个实例为微触点印刷。这种技术基于在弹性体印模的表面上形成特征的所需图案，因此产生具有带图案表面的印模，该带图案表面带有由空腔分离的突出区域。随后，利用适当的油墨溶液为带图案印模表面加墨，此后通过使印模的带图案表面与衬底表面形成接触而将油墨传递至电子器件的衬底的表面。油墨分子选择性地粘附于由印模图案预定的接触区域中的衬底表面上。自组合单层(SAM)于是形成，其应当足够稳定以便经得起随后的蚀刻步骤，其中SAM用作蚀刻掩模。替代地，带图案SAM可用作固定器以便在SAM的顶部上加入更多的层。微触点印刷技术的一个实例公开于Delamarche等人所写的J.Phys.Chem.B 102，3324页(1998)中。
微触点印刷的一个已知缺点是从衬底表面的与印模的突出区域接触的部分向衬底表面的与印模的空腔相对的部分发生不希望有的油墨扩散如侧向扩散，以及从印模的空腔向相对的衬底表面区域发生油墨的空对面扩散。这样就使特征清晰度变模糊，从而限制了衬底上的特征尺寸的小型化可能。
一种替代掩模印刷技术公开于PCT专利申请WO 02/085639 A1中，其中带图案的弹性体印模被暴露于所需油墨和极性溶剂的混合物中。不是将印模浸泡于油墨溶液中，而是选择了与弹性体材料具有低亲合性的极性溶剂，该极性溶剂导致将突出的印模表面反润湿并且油墨/溶剂混合物聚集于印模的突出区域之间的空腔中。在溶剂蒸发之后，使印模的突出表面与衬底接触并且通过印模的突出特征的侧边将油墨传递至衬底。这种技术有时被称作边缘传递光刻(ETL)。然而，在这种特定技术中，反润湿步骤在印模的突出表面上留下油墨的痕迹，这样也可能引起印刷于衬底上的特征变模糊。
此外，由于ETL印模上的油墨容器的容积有限，油墨必须定期地再应用于印模上，这就妨碍了这种技术的工业适用性。另外，只有少数亲水性油墨溶液显现出在印模上的所需反润湿性能，这也限制了ETL技术的适用性。
本发明寻求提供一种具有改进印刷特征的、根据开头段落的弹性体印模。
本发明还寻求提供一种生产这种改进型印模的方法。
本发明还寻求一种改进开头段落的器件形成图案方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于利用油墨在衬底上印刷图案的弹性体印模，这种印模至少部分地由第一材料形成，这种印模包括位于第一平面中的第一表面、位于第二平面中的第二表面以及从第一表面向第二表面延伸的第三表面，油墨能透过第三表面，第一表面包括基本上不透油墨的阻隔层。
与现有技术印模相比，此类印模具有许多优点。首先，因为第一表面由于阻隔层的存在而不透油墨，所以第一材料，例如聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)或另一种适用印模材料，可以用作印刷过程所用的油墨容器，其中油墨被从第一材料传递至衬底，油墨通过第三表面即印模表面的边缘沉积于衬底上，而不是油墨聚集于印模的凹槽中的第一材料外部。这样具有以下优点，即印模必须重新加墨的次数比现有技术ETL印模少得多，这就改进了本发明的印模的工业适用性。此外，由于油墨被存储于印模内部，所以印模表面，特别是作为印刷期间与衬底的接触表面的第一表面就能够在印刷之前得到更彻底地净化，这样就改进了待印刷于衬底上的图案的分辨率，因为模糊很少会发生。此外，由于并不需要反润湿来保证油墨的存在被限制于印模的适当区域，所以本发明的印模比公开于PCT专利申请WO 02/085639 A1中的印模更适合于使用更多种类的油墨。
应当强调，在本发明的范围内，基本上不透油墨的阻隔层包括如下阻隔层，在这种阻隔层中，油墨的扩散系数至少十倍小于油墨在第一材料中的相应扩散系数。如果油墨在阻隔层材料中的扩散系数比在第一材料中小得多，则按照使用印模的印刷过程的时间量程，穿过阻隔层的油墨扩散将可以忽略。
本发明的印模可以通过任何已知形成图案技术来形成图案，例如通过使用具有位于第一平面中的第一表面、位于第二平面中的第二表面以及从第一表面向第二表面延伸的第三表面的底版来进行，即具有与弹性体印模的图案相比倒转过来的图案的底版。随后，可以按照许多方法在第一表面上形成阻隔层。阻隔层可以包括无机氧化物如金属氧化物，其可以通过将金属各向异性沉积于第一表面以及任选地沉积于第二表面上而形成，呈金属例如钛的形式，可以通过将金属暴露于氧源如氧等离子中而在后续加工步骤中氧化。替代地，可以将金属氧化物直接沉积于第一表面上。
替代地，阻隔层可包括聚合物材料层，其具有能够容易地应用的优点。此类阻隔层可以通过以下步骤而形成，即将聚合物材料以未硫化形式旋涂于载体上，然后例如通过将第一表面浸渍于未硫化聚合物层中而将未硫化聚合物粘附于第一表面上，此后在第一表面硫化聚合物。形成此类聚合物层的一种替代方法是通过将聚合物材料的前体沉积于弹性体印模的第一表面上以及在随后的步骤中由前体形成聚合物材料层而实现。在由前体形成聚合物材料层之前，可以将聚合引发剂沉积于弹性体印模的第一表面上。
在弹性体印模的第一表面上形成聚合物层的一种有利替代方法是通过以下步骤来实现，即改性底版的第一表面以及在将第一材料前体沉积于底版的表面上之前将聚合物材料前体沉积于底版的第一表面上。底版的第一表面经过改性以便加强底版的第一表面与聚合物材料的前体的润湿情况。因此，弹性体印模和弹性体印模的第一表面上的聚合物阻隔层或其前体能够在一步过程中形成，该过程由于底版上存在改性第一表面因而能够容易地重复。
阻隔层还可包括改性形式的第一材料，举例来说，其可通过将印模的第一表面暴露于氧化剂如过氧化物中而获得。根据第一材料的属性而定，其它改动，如减少材料或者使材料与另一种材料反应同样可行。
在一个优选实施例中，第二表面包括另一个基本上不透油墨的阻隔层。这样具有以下优点，即有效地防止了油墨从第二表面向衬底通过空气扩散，从而使印刷于表面上的特征产生更好的清晰度。因此，可以减小由第三表面限定的第一平面与第二平面之间的距离，这样具有以下优点，即弹性体印模的突出特征变得更加刚性，从而增强了印刷期间弹性体印模的坚固性。另一个阻隔层可由与阻隔层相同的材料形成。
有利地，第一表面与第三表面形成介于60-90°之间的角度。当第一表面与第三表面之间的角度小于90°时所实现的从第一表面到第二表面的负斜率就减少了不希望有的材料在第三表面上的沉积。
眼下，应当指出美国专利申请US 2002/0098364 A1公开了具有接触表面的硅酮弹性体印模，该接触表面由氧等离子改性，此后改性的接触表面以共价键方式与亲水性聚合物结合以便提供具有亲水性接触表面的印模。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，本发明的印模在许多非显性方面不同于公开于US 2002/0098364 A1中的印模，例如其不一定提供带有不渗透层的印模的接触表面。此外，公开于US2002/0098364 A1中的印模的亲水性表面层被移植至印模接触表面上，本发明的印模的附加层并不需要这点。此外，US 2002/0098364 A1的目的在于提供使得亲水性油墨能够用于微触点印刷的印模，而本发明的印模主要地寻求提供新的印刷技术，其中ETL印刷的有利方面与微触点印刷的有利方面相结合。
根据本发明的另一个方面，提供了使用弹性体印模将油墨印刷于电子器件的衬底上的图案中的方法，这种弹性体印模至少部分地由第一材料形成，这种弹性体印模包括位于第一平面中的第一表面、位于第二平面中的第二表面以及从第一表面向第二表面延伸的第三表面，油墨能透过第三表面，第一表面包括基本上不透油墨的阻隔层，这种方法包括以下步骤使弹性体印模与油墨溶液的源形成接触；在第一材料中吸收油墨溶液；至少清洁弹性体印模的阻隔层；烘干弹性体印模；以及，通过将弹性体印模放置于衬底上，阻隔层接触衬底并将油墨从第一材料通过第三表面传递至衬底，从而形成至少一部分图案。
本发明的方法具有以下优点，即在不为印模重新加墨的情况下可以为更多的衬底形成图案。另外，衬底上的图案具有比上述现有ETL技术能实现的分辨率更好的分辨率，因为印模的阻隔层能够在印刷之前得到更严格地清洁，例如通过利用适当的溶剂，如在含硫油墨包括硫醇基油墨的情况下利用乙醇来漂洗印模来进行清洁。
以下参看附图通过非限制性实例对本发明进行更详细地描述，图中
图1a-c示出了本发明的弹性体印模的一个实施例及其生产过程；图2a-d示出了本发明的弹性体印模的另一个实施例及其生产过程；图3a-e示出了本发明的弹性体印模的又一个实施例及其生产过程；图4a-c示出了本发明的弹性体印模的又一个实施例及其生产过程；以及图5a-d示出了使用本发明的弹性体印模的印刷过程的一个实施例。
应当理解，这些图仅仅为示意性并且不是按比例绘制。还应当理解，在各幅图中自始至终使用相同的参考数字来指示相同的或相似的部分。
在图1a中，示出了弹性体印模10。印模具有位于第一平面中的第一表面12、位于第二平面中的第二表面14以及从第一表面12向第二表面14延伸的第三表面16。第三表面16通常限定了印模10的突出特征的边缘，而第一表面12通常限定了此类突出特征的接触表面。通常，多个第一表面12、第二表面14和第三表面16可能存在于带图案的弹性体印模10中。包括第一表面12、第二表面14和第三表面16的弹性体印模10至少部分地由适当的材料如PDMS或类似的可硫化或热塑性材料形成，这些材料能透过油墨，也就是说具有吸收印刷过程中所使用的油墨的能力。
根据本发明，印模10暴露于第二材料或其前体的各向异性沉积140中，如图1b中所示。例如，可以将一层几nm如5nm厚的钛各向异性地沉积于PDMS印模10上，从而只覆盖垂直于沉积方向的表面，即第一表面12和第二表面14。随后，通过在300瓦特下将经改性的印模10暴露于氧等离子中1分钟而将钛层氧化，从而产生如图1c中所示的印模10，其中第一表面12由阻隔层22覆盖而第二表面14由另一个二氧化钛阻隔层24覆盖。将印模10暴露于氧等离子中可具有各向同性的属性，因为不希望发生的第三表面16上的第一材料的氧化为可逆过程，例如公开于美国专利申请US 2002/0098364中。
本发明所属领域的普通技术人员应当理解，在不背离本发明范围的情况下，可以改变阻隔层22和另一个阻隔层24的厚度以及用来形成所述阻隔层的材料。另外，在各向异性沉积步骤中可以使用掩模来保证第二材料或其前体只沉积于第一表面12上，在这种情况下可能不形成另一个阻隔层24。此外，可以使用掩模步骤来保证阻隔层22和另一个阻隔层24由不同的材料形成。此外，在不背离本发明范围的情况下，可实行附加处理步骤，如对形成的阻隔层进行化学改性。
尽管图1和随后的各图示出了在第一表面12与第三表面16之间具有直角的弹性体印模10，但应当指出这仅为非限制性实例。分别对印模的第一表面12和第二表面14上的阻隔层22和另一个阻隔层24进行选择性沉积，例如通过汽相淀积来进行，就可以通过给印模的突出特征小的负斜率而变得更为方便，该斜率由第一表面12与第三表面16之间的角度限定。优选地，第一表面12与第三表面16形成介于60-90°之间的角度。这样，弹性体印模10的第三表面16就得到改善的防护以防来自点或线源的蒸发。
生产在第一表面12与第三表面16之间具有锐角而非直角的弹性体印模10稍微更难，因为其从通常由金属或硅形成的底版的松开可能受到锁定或锚固作用阻碍。然而，当类似硅酮橡胶或低模量聚氨酯橡胶的材料被选用作弹性体印模10的第一材料时，其形状足够顺从以便能将弹性体印模10从其初始底版上松开。替代地，可以使用顺从性底版，例如由硅酮或聚氨酯橡胶构成的顺从性底版，以便于从底版上松开弹性体印模10。
图2示出了形成第一表面12上的阻隔层22的替代方法。如图1a中所示的同一印模10再次示出于图2a中。如图2b中所示，印模10通过将第一表面12浸渍于未硫化聚合物220层中而得到改性，该未硫化聚合物220层沉积于载体200上。此类聚合物可以由环氧化物、丙烯酸酯或其它适当的化合物形成。例如，这种沉积可以通过旋涂技术来变现，层的厚度由旋涂过程的参数如聚合物浓度以及旋转条件如转速、温度等等控制。未硫化聚合物层通常具有亚微米厚度，例如50-100nm。
随后，印模10被除去，如图2c中所示，并且通过使粘于第一表面12上的未硫化聚合物220经受适当的激励240，例如紫外线或可见光、热、电子束或在聚合物硫化的情况下在室温下存放一定时间，从而使其硫化。聚合物220的硫化步骤通常会引起形成聚合物网络，导致阻隔层22形成于印模10的表面12上。聚合物基阻隔层22可为分离的表面层，或者可为穿透第一材料有限限度的网络。使用聚合物具有以下优点，即其可在弹性体印模10的生产过程中在无须使用真空条件的情况下应用，图1b中所示的各向异性沉积通常需要这样。硫化聚合物的唯一必要条件是所要使用的油墨的扩散系数在硫化聚合物中比在印模的第一材料中低得多，以便在印刷过程时间量程内提供油墨的不透阻隔层。
未硫化聚合物还可以以聚合物前体材料即反应性单体的形式沉积，并且可以各向异性地沉积于第一表面12以及第二表面14上以便使得能够形成第一表面12上的阻隔层22和第二表面14的另一个阻隔层24。如果需要，可以应用将适当的聚合引发剂如羰基金属例如钴六羰基化物(Co(CO)6)沉积于弹性体印模表面上的后续步骤。这还可为各向异性沉积步骤，但是如果聚合物前体自身已经各向异性地沉积的话，就不需要这样。
在印模10表面上形成聚合物阻隔层的一种替代方法示于图3中。用于形成弹性体印模的底版300具有位于第一平面中的第一表面312、位于第二平面中的第二表面314以及从第一表面312向第二表面314延伸的第三表面316，如图3a中所示。底版300可以由适当的材料如硅形成。
在图3b中，底版300第一表面312和第二表面314已经通过应用相应的润湿层322和324而得到改性。这种改性可以通过将适当的润湿材料如氟代硅烷各向异性地沉积于所述表面上而实现。在下一步中，与润湿层322和324具有高亲合性的聚合物前体材料被沉积于底版300上，例如通过旋涂来实现。聚合物前体材料与润湿层322和324的高亲合性引起对缺乏此类润湿层的底版300的表面进行反润湿。接着，聚合物前体材料被硫化，产生载有润湿层322上的阻隔层22和润湿层324上的另一个阻隔层24的底版300，如图3c中所示。
在下一步中，弹性体材料如PDMS被沉积在底版300的表面上方并且发展形成如图3d中所示的弹性体印模10。在这个过程中，阻隔层22和24的聚合物材料可以与弹性体印模10的弹性体材料形成共价结合，或者阻隔层22和24的聚合物材料可以比粘附于底版300的润湿层322和324上更坚固地粘附于印模材料上，根据所使用的聚合物和印模材料的属性而定。在这两种情况中，所获得的弹性体印模10带有位于第一表面12上的阻隔层22和位于第二表面14上的另一个阻隔层24，如图3e中所示。
如果用于形成阻隔层22和24的聚合物前体材料和用于形成弹性体印模10的弹性体材料至少部分阶段保持分离，则在聚合物前体材料的硫化步骤之前，弹性体材料还可直接被沉积于聚合物前体材料上方。随后，形成弹性体印模10的发展步骤和形成阻隔层22和另一个阻隔层24的硫化步骤可以作为并行或甚至一步过程来执行。
图3a-e中示出的生产方法的一个大优点在于底版300可以再用于大量印模的生产，而无须重复底版300的各向异性改性步骤。
另一个提供带有阻隔层22的印模10的方法示于图4中。图3a中所示的印模10的第一表面12可经受氧化剂400如过氧化物的作用，如图4b中所示。因此，印模10的第一材料利用氧化剂400在接触表面处得到氧化，从而形成具有位于第一表面12上的阻隔层22的印模10，其中阻隔层22包括处于氧化形式的第一材料，如图3c中所示。
还可以按照如下方式形成弹性体印模10，该弹性体印膜10具有位于第二表面14上的由氧化第一材料构成的另一个阻隔层24。举例来说，印模的所有表面可以利用感光性试剂进行覆盖或浸泡。随后，弹性体印模10可以沿基本上垂直于第一表面12和第二表面的方向经受照射。这就至少部分地启动了这些表面上的第一材料的氧化反应，而照射的定向性有效地抑制了第三表面16上的氧化反应。
这种光敏试剂可为用于光化聚合中的任何已知基团光引发剂，特别是过氧化物如过氧化二苯酰或二(-叔-丁基)过氧化物。还可使用具有强氧化能力的、产生高活性粒子如基团或离子的其它光敏试剂。
图5a-d示出了利用本发明的弹性体印模10在电子器件的衬底上的图案中印刷油墨的方法的一个实施例。在图5a中，弹性体印模10与包括油墨520的溶液的源510接触。由于弹性体印模10至少部分地由能透过油墨520的第一材料形成，弹性体印模10的第一材料将吸收包括油墨520的溶液，产生如图5b中所示的加满油墨的弹性体印模10。举例来说，弹性体印模10可至少部分地由PDMS形成，而油墨520可为包括硫醇功能的亲水性油墨，例如11-巯基十一烷酸，其通过Aldrich供应，并且其可以溶于适当的溶剂如乙醇中，该乙醇的浓度通常处于毫摩尔范围内，例如10mM。然而，应当强调本发明的优点之一在于各种各样的油墨都可以与弹性体印模10一起使用，其可为亲水性，如上述11-巯基十一烷酸，但是还可为疏水性，如包括十二烷硫醇和十八烷硫醇的烷硫醇，它们也由Aldrich提供。弹性体印模10随后利用溶剂如乙醇进行漂洗，以便从阻隔层22的表面除去油墨520的痕迹，然后通过例如氮气流进行烘干。
在下一步中，如图5c中所示，弹性体印模10的第一表面12上的第二材料层22与衬底500接触，该衬底500可为电子器件的部分或此类器件的中间部件的一部分。衬底500举例来说可为硅晶片，其载有附加层502以用于将分子油墨520容放于由弹性体印模10的形状确定的图案中。当使用硫羟基油墨520时，附加层402优选地包括硬币合金例如贵金属层，如厚度为10-50nm的金层，但是层502也可以选择其它金属及其它厚度。
分子油墨520通过从第一材料经由第三表面16扩散而被从弹性体印模10传递至衬底500的衬底层502，如实线箭头所示。这样，油墨分子的自组合单层就形成于呈印模10的图案的形式的衬底500的层502上。本发明所属领域的普通技术人员应当理解这是ETL的改进形式，因为油墨容器不再保持于印模的凹槽中，而是保持于印模10自身的第一材料中，从而产生了大得多的油墨容积。
如果弹性体印模10与衬底层502之间的接触时间保持比较短，则本发明的印刷方法就能够在层502上印刷“空心”特征512，即由SAM加边的特征，如图5d中所示。显然，特征形状并不限于图5d中所示的正方形空心特征512。举例来说，还可形成其它空心形状，如圆、平行四边形等等，以及线性特征。使用疏水性油墨如十二烷硫醇和十八烷硫醇特别适合于此类特征的清晰度，因为疏水性油墨易于在表面502上方显示出非常有限的散布性能，这便于形成高清晰度的开放图案。
在此，应当强调如果在第二表面14上并不存在另一个阻隔层24，则还可发生油墨520从第二表面14以及从第三表面16的气相扩散，如图4c中的虚线箭头所示。随着印刷温度下油墨蒸汽压力增加，即随着油墨的沸点靠近印刷温度，气相扩散变得更加显著。应当理解，当需要空心或其它高清晰度特征时，不希望是这种结果，因为气相扩散可能引起所需图案变模糊。
这点可以通过弹性体印模10的第二表面14上的另一个阻隔层24的存在而得以避免。另一个阻隔层24的存在具有以下优点，即可以使得第二表面14比在现有技术的印模的情况下更加靠近衬底层502得多，而在现有技术的印模的情况下，必须保持第二表面14至衬底层502的距离高达300nm以便限制不希望的气相扩散的发生。由于第二表面14的方位更靠近衬底层502，所以第三表面16的面积和从第三表面16向衬底层502的气相扩散得以减少。第二表面14与衬底层502之间的距离减小的另一个优点在于印模的突出特征在与衬底层502形成接触时不太可能扭曲，从而改进了特征清晰度。此外，弹性体印模10的突出特征因此可以放置得彼此更靠近，从而允许更高的特征密度。
如果弹性体印模10与衬底层502之间的接触时间增加，则在第二表面14下方的层502表面上方的横向油墨扩散将引起空心特征512部分地或完全地被充以油墨520。换而言之，通过改变弹性体印模10与层502之间的接触时间，可以改变由弹性体印模10沉积的墨线的厚度。短接触时间允许细线的清晰度，而长接触时间允许特征512完全为SAM所覆盖，从而产生加满的特征514。可用长接触时间而不会损坏图案质量，因为通过阻隔层22的不透属性而防止了油墨520向层502与阻隔层22接触的区域发生不希望有的扩散。当需要比较粗的线或加满的结构如加满的结构514时，使用具有高散布趋向的油墨520例如一些亲水性油墨，如具有低沸点的亲水性油墨可能有利。使用亲水性油墨可能减少与衬底层502的所需接触时间。此外，如果需要加满的特征例如加满的结构514，则可以省去另一个阻隔层24，因为从第二表面14向衬底层502发生气相扩散有助于此类特征的填充。
本发明的印刷方法便于沉积各种各样的SAM图案。此类SAM图案可用来在后续的蚀刻步骤中担当抗蚀剂。替代地，SAM图案可用来在后续的抗蚀沉积步骤中担当掩模，此后将SAM和底涂层在后续的蚀刻步骤中除去。SAM图案还可用作固定器以用于在衬底层502上形成多层结构，这可以通过SAM与随后沉积在SAM之上的材料进行化学反应而实现。
后续的蚀刻步骤可以使用已知的蚀刻技术来执行；举例来说，在载有硫羟基SAM的金层402用作湿法蚀刻抗蚀剂的情况下，可以使用如Langmuir 18，2374-2377(2002)中所公开的蚀刻槽成分，包含处于带有辛醇的半饱和的水中的1M KOH，0.1M K2SO3、0.1M K3Fe(CN)6、和0.001M K4Fe(CN)6。
应当指出上述实施例对本发明进行示例说明而非限制，本发明所属领域的普通技术人员将能在不背离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求中，套入括号内放置的任何参考符号不应被认为是限制权利要求。词“包括”并不排除存在除了列于权利要求中的元件或步骤以外的元件或步骤。元件前面的冠词“一”、“一个”或“一种”并不排除存在多个此类元件。某些措施在互不相同的从属权利要求中叙述的纯粹事实并不表示不能使用这些措施的组合来获益。
权利要求
1.一种用于利用油墨(520)在衬底(500；502)上印刷图案的弹性体印模(10)，印模(10)至少部分地由第一材料形成，印模包括位于第一平面中的第一表面(12)、位于第二平面中的第二表面(14)以及从第一表面(12)向第二表面(14)延伸的第三表面(16)，油墨(520)能透过第三表面(16)，第一表面(12)包括基本上不透油墨(520)的阻隔层(22)。
2.根据权利要求1所述的弹性体印模(10)，其中阻隔层(22)被以非共价键方式结合于第一表面(12)上。
3.根据权利要求1或2所述的弹性体印模(10)，其中第一阻隔层(22)包括无机氧化物。
4.根据权利要求1或2所述的弹性体印模(10)，其中第一阻隔层(22)包括聚合物材料。
5.根据权利要求1或2所述的弹性体印模(10)，其中第一阻隔层(22)包括改性形式的第一材料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的弹性体印模(10)，其中第二表面(14)包括另一个基本上不透油墨(520)的阻隔层(24)。
7.根据权利要求6所述的弹性体印模(10)，其中第一表面(12)与第三表面(16)形成介于60-90°之间的角度。
8.根据权利要求6或7所述的弹性体印模(10)，其中另一个阻隔层(24)由与阻隔层(22)相同的材料形成。
9.一种使用弹性体印模(10)将油墨(520)印刷于电子器件的衬底(500；502)上的图案中的方法，弹性体印模(10)至少部分地由第一材料形成，弹性体印模(10)包括位于第一平面中的第一表面(12；22)、位于第二平面中的第二表面(14)以及从第一表面(12；22)向第二表面(14)延伸的第三表面(16)，油墨(520)能透过第三表面(16)，第一表面(12；22)包括基本上不透油墨(520)的阻隔层(22)，这种方法包括以下步骤使弹性体印模(10)与油墨溶液的源(510)形成接触；在第一材料中吸收油墨溶液；至少清洁弹性体印模(10)的阻隔层(22)；烘干弹性体印模(10)；以及通过将弹性体印模(10)放置于衬底(500；502)上，使阻隔层(22)接触衬底并将油墨(520)从第一材料通过第三表面(14)传递至衬底(500；502)，从而形成至少一部分图案。
10.根据权利要求9所述的方法，其中至少清洁弹性体印模(10)的阻隔层(22)的步骤包括利用溶剂漂洗弹性体印模(10)。
11.一种生产用于将油墨(520)印刷于电子器件的衬底(500；502)上的图案化弹性体印模(10)的方法，这种方法包括以下步骤提供底版(300)，其具有位于第一平面中的第一表面(312)、位于第二平面中的第二表面(314)以及从第一表面(312)向第二表面(14)延伸的第三表面(316)；将第一材料前体沉积于底版(300)的所述表面(312；314；316)上；通过将第一材料前体转换成第一材料而产生弹性体印模(10)，其具有位于第一平面中的第一表面(12)、位于第二平面中的第二表面(14)以及从第一表面(12)向第二表面(14)延伸的第三表面(16)，油墨(520)能透过弹性体印模(10)的所述表面(12；14；16)，以及在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成阻隔层(22)，阻隔层(22)不透油墨(520)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成阻隔层(22)的步骤包括将金属各向异性地沉积于弹性体印模(10)的第一表面(12)上。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括使阻隔层(22)氧化的步骤。
14.根据权利要求11所述的方法，其中在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成阻隔层(22)的步骤包括在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成聚合物材料层。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成聚合物材料层的步骤包括将聚合物材料粘附于弹性体印模(10)的第一表面(12)上。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在弹性体印模(10)的第一表面(12)上形成聚合物材料层的步骤包括将聚合物材料前体沉积于弹性体印模(10)的第一表面(12)上；以及由前体形成聚合物材料层。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在由前体形成聚合物材料层的步骤之前，将聚合引发剂沉积于弹性体印模(10)的第一表面(12)上。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤改性底版(300)的第一表面(312)；以及将聚合物材料前体沉积于底版(300)的改性的第一表面(322)上。
19.根据权利要求11所述的方法，其中在第一表面(12)上形成第二材料层(22)的步骤包括改性位于第一表面(12)处的第一材料层。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，还包括在弹性体印模(10)的第二表面(14)上形成另一个阻隔层(24)，另一个阻隔层(24)不透油墨(520)。
21.根据权利要求20所述的方法，其中另一个阻隔层(24)由与阻隔层(22)相同的材料形成。
全文摘要
一种利用油墨(520)在衬底(500)上印刷图案的弹性体印模(10)至少部分地由第一材料如PDMS形成。印模包括位于第一平面中的第一表面(12)、位于第二平面中的第二表面(14)以及从第一表面(12)向第二表面(14)延伸的第三表面(16)。第一表面(12)通常形成印模(10)的突出特征的接触表面，而第三表面(16)通常形成此类特征的边缘。第一表面(12)包括基本上不透油墨(520)的阻隔层(22)。任选地，第二表面(14)可载有另一个阻隔层(24)以用于抑制油墨(520)的气相扩散。相反，第三表面(16)能透过油墨(520)。因此，就得到了非常适用于边缘传递光刻型形成图案方式的印模(10)。印模的第一材料用作油墨容器，从而减少印模的重新加墨频率，层(22)防止油墨(520)不希望地扩散至衬底(500)的区域而与印模(10)接触，因此20改善了衬底表面上的特征清晰度。
文档编号G03F7/00GK1867455SQ200480029810
公开日2006年11月22日 申请日期2004年10月7日 优先权日2003年10月11日
发明者E·彼得斯, D·J·布洛尔, F·C·范登赫费尔, D·布尔丁斯基 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司