采用软模形成精细图案的方法

摘要

本发明公开了一种采用软模形成精细图案的方法，该方法包括(a)采用软模在基板上形成精细图案；(b)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(c)在其上形成有精细图案的基板上沉积无机膜和有机膜至少其中之一。

权利要求

1.一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)采用软模在基板上形成精细图案；

(b)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(c)在其上形成有所述精细图案的所述基板上形成无机膜和有机膜的至少其中之一。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于毛细管力平版印刷、共平面印刷和微接触印刷技术其中之一形成所述精细图案。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用氧气、氩、氢气、电晕和氦至少其中之一的等离子体对所述基板进行处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用流速为100sccm、压力为100nTorr到200mTorr、功率为400W到800W并且时间为50sec到100sec范围内的氢气等离子体对所述基板进行处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述软模在其表面上具有预定形状的浮凸或者凹陷并且由聚二甲基硅氧烷形成。

6.一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在其上形成有固态材料膜的基板上设置软模；

(b)所述软模与所述固态材料膜接触以形成精细图案；

(c)从所述基板上剥离所述软模；

(d)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(e)在其上形成有所述精细图案的所述基板上沉积无机膜和有机膜至少其中之一。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述固态材料膜由纳米材料、聚苯胺以及聚二氧乙基噻吩：聚对苯乙烯磺酸的导电高聚合物三者之一形成。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过采用氧气、氩、氢气、电晕和氦至少其中之一的等离子体处理所述基板。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用流速为100sccm、压力为100nTorr到200mTorr、功率为400W到800W并且时间为50sec到100sec范围内的氢气等离子体对所述基板进行处理。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述软模在其表面上具有预定形状的浮凸或者凹陷并且由聚二甲基硅氧烷形成。

11.一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在其上形成有液态材料膜的基板上设置软模；

(b)所述软模与所述液态材料膜接触以形成精细图案；

(c)固化所述精细图案；

(d)从所述基板上剥离所述软模；

(e)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(f)在其上形成有所述精细图案的所述基板上沉积无机膜和有机膜至少其中之一。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过采用氧气、氩、氢气、电晕和氦至少其中之一的等离子体处理所述基板。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述软模在其表面上具有预定形状的浮凸或者凹陷并且由聚二甲基硅氧烷形成。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述精细图案进行紫外光固化或者热固化。

15.一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在基板上设置在其浮凸表面上涂布有纳米材料的软模；

(b)将涂布在所述软模上的纳米材料转印到基板上以形成精细图案；

(c)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(d)在其上形成有所述精细图案的基板上涂布无机膜和有机膜至少其中之一。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述软模由聚二甲基硅氧烷形成。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过采用氧气、氩、氢气、电晕和氦至少其中之一的等离子体处理所述基板。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括在所述基板上印刷聚苯胺或者聚二氧乙基噻吩：聚对苯乙烯磺酸的导电高聚合物。

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成精细图案的方法，尤其涉及在制造电路板中使用的一种采用软模形成精细图案的方法。

背景技术

在电子电路中形成精细图案的工序成为影响电子器件特性和决定器件的性能以及能力(capacity)的重要因素。近来，为了改善电子器件的性能已经做了许多努力。具体的，已经在积极进行通过形成精细图案而改善器件性能的研究。形成精细图案的工序广泛用于印刷电路板(PCB)和诸如液晶显示(LCD)器件以及等离子体显示面板(PDP)器件。
在形成图案的各种工序中，广泛采用基于溶液工序用于形成精细图案，其中采用曝光工序以只生长(grow)选择的区域。然而，基于溶液的构图工序在处理纳米(nano)材料的各种物理属性方面具有局限性。此外，可以执行用于形成图案的喷墨印刷型工序以只在期望区域形成图案。在这种情况下，很难形成纳米材料。为了形成纳米材料，需要形成屏障(barrier)的工序，从而使整个工序复杂。

发明内容

因此，本发明涉及一种形成精细图案的方法，其基本上克服了因现有技术的局限和缺点带来的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种采用软模形成精细图案的方法，在该方法中采用适于匹配的表面处理技术。
本发明的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明，通过以下描述，将使它们对于本领域普通技术人员在某种程度上显而易见，或者可通过实践本发明来认识它们。本发明的这些和其他优点可通过书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和得到。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种采用软模形成精细图案的方法，包括(a)采用软模在基板上形成精细图案；(b)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(c)在其上形成有精细图案的基板上形成无机膜和有机膜的至少其中之一。
按照另一方面，一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在其上形成有固态材料膜的基板上设置软模；(b)软模与固态材料膜接触以形成精细图案；(c)从基板上剥离软模；(d)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(e)在其上形成有精细图案的基板上沉积无机膜和有机膜至少其中之一。
按照再一方面，一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在其上形成有液态材料膜的基板上设置软模；(b)软模与液态材料膜接触以形成精细图案；(c)固化精细图案；(d)从基板上剥离软模；(e)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(f)在其上形成有精细图案的基板上沉积无机膜和有机膜至少其中之一。
按照又一方面，一种采用软模形成精细图案的方法，包括：(a)在基板上设置在其浮凸表面上涂布有纳米材料的软模；(b)将涂布在软模上的纳米材料转印到基板上以形成精细图案；(c)采用等离子体对形成在所述基板上的精细图案的表面进行处理；以及(d)在其上形成有精细图案的基板上涂布无机膜和有机膜至少其中之一。
应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的，意欲对本发明的权利要求提供进一步的解释。

附图说明

本中请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施方式并与说明书一起解释本发明的原理。
在附图中：
图1A到1D示出了本发明第一和第二示例性实施方式采用软模制造精细图案的工序步骤截面图；
图2A和2B示出了本发明第三示例性实施方式采用软模制造精细图案的工序步骤的截面图；
图3示出了精细图案的接触角根据采用软模的次数而变化的示意图；
图4A到4F示出了根据本发明第一和第二示例性实施方式通过本发明的表面处理技术采用软模制造精细图案的工序步骤的截面图；
图5A到5D示出了根据本发明第三示例性实施方式通过本发明的表面处理技术采用软模制造精细图案的工序步骤的截面图；
图6示出了根据等离子体处理过程中压力、功率和时间而变化的接触角的示意图；以及
图7A和7B示出了在等离子体处理之前和之后的接触度数。
很明显，本领域技术人员在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，可对本发明的形成精细图案的方法进行各种修改和改进。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内的各种修改和变化。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的实施方式，其实施例示于附图中。尽可能的，在附图中使用相似的附图标记表示相同或者相似的部分。
首先说明采用软模形成精细图案的方法。图1A到1D示出了根据本发明第一和第二示例性实施方式采用软模制造精细图案的工序步骤截面图，图2A和2B示出了本发明第三示例性实施方式采用软模制造精细图案的工序步骤截面图，以及图3示出了精细图案根据采用软模的次数而变化的接触角示意图。
根据本发明第一示例性实施方式采用软模形成精细图案的方法基于毛细管力平版印刷(CFL)。如图1A所示，在涂布有固态纳米材料膜11的基板10上设置具有预定形状的表面浮凸或者凹陷的软模1。
接着，如图1B所示，软模1接触固态纳米材料膜11。如图1C所示，当软模1接触固态纳米材料膜11时，软模1的凹陷部分被部分填充固态纳米材料膜11，从而在基板10上形成精细图案11a。接着，如图1D所示，从其上形成有精细图案11a的基板上剥离软模1。
除了上述的毛细管力平版印刷(CFL)外，也可以基于共平面印刷(IPP)执行用于本发明第二示例性实施方式的采用软模形成精细图案的方法。基于共平面印刷(IPP)执行用于本发明第二示例性实施方式的采用软模形成精细图案的方法除了下面的步骤外，与第一示例性实施方式的执行方式相同。具体的，第二示例性实施方式与第一示例性实施方式的不同之处在于将第一实施方式的固化纳米材料膜替换为液态纳米材料膜。软模1接触液态纳米材料膜11。填充有液态纳米材料膜11的软模1的凹陷部分经过UV固化或者热固化形成精细图案11a。
根据本发明第三示例性实施方式采用软模形成精细图案的方法基于微接触印刷。如图2A所示，软模20的浮凸表面涂布有用于形成图案的纳米材料21。涂布有纳米材料21的软模20设置在基板25上以形成精细图案。然后，如图2B所示，涂布在软模20浮凸表面上的纳米材料21被印刷到基板25上以形成精细图案21a。
用于上述工序的软模20被用来形成微单元的精细图案。可以通过固化弹性聚合物制造软模20。在这种情况下，PDMS(聚二甲基硅氧烷)广泛用作弹性聚合物。除了用于形成图案的纳米材料外，聚苯胺(polyaniline)或者诸如聚二氧乙基噻吩：聚对苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的导电高聚合物也可以用作形成图案的材料。
采用PDMS的软模在所需的基板上形成如图诸如纳米管和纳米颗粒的纳米材料以形成精细图案，则与软模接触的精细图案被最小化。如图3所示，随着软模采用次数，即软模接触精细图案的次数的增加，精细图案的接触角也增加。接触角的增加减少了精细图案的精度，使得该精细图案具有圆形、珠状形状。如果软模与精细图案之间的接触角增加而使精细图案最小化，则当在精细图案上沉积无机物质或者有机物质时，纳米材料与无机膜之间的粘合降低，而在纳米材料和有机膜之间发生半润湿(de-wetting)。
为了解决这一问题，本发明还包括表面处理技术以改善精细图案与无机膜之间的粘合，从而在采用基于毛细管力平版印刷、共平面印刷或者微接触印刷的PDMS软模在所需基板上形成纳米材料以形成精细图案的情况下，防止了精细图案与有机膜之间的半润湿。下面将参照附图说明按照本发明采用软模形成精细图案的示例性方法。
图4A到4F示出了根据本发明第一和第二示例性实施方式包括本发明的表面处理技术采用软模制造精细图案的工序步骤截面图。图5A到5D示出了根据本发明第三示例性实施方式包括本发明的表面处理技术采用软模制造精细图案的工序步骤截面图。图6示出了根据等离子体处理过程中压力、功率和时间而变化的接触角的示意图，并且图7A和7B示出了在等离子体处理之前和之后的接触程度。
在根据本发明第一示例性实施方式基于毛细管力平版印刷采用软模形成精细图案的方法中，图4A示出了在涂布有固态纳米材料膜41的基板40上设置的具有预定形状表面浮凸或者凹陷的软模30。软模30用于形成微单元的精细图案。可以通过固化弹性聚合物制造软模。在这种情况下，PDMS广泛用作弹性聚合物。除了用于形成图案的纳米材料外，聚苯胺(polyaniline)或者诸如PEDOT:PSS的导电高聚合物也可以用作形成图案的材料。
接下来，如图4B所示，软模30接触固态纳米材料膜41。如图4C所示，如果软模30接触固态纳米材料膜41，则软模30的凹陷部分被部分填充有固态纳米材料膜41，从而在基板40上形成精细图案41a。接着，如图4D所示，从其上形成有精细图案41a的基板40上剥离软模30。
然后，如图4E所示，对其上形成有精细图案41a的基板表面进行等离子体处理。当采用PDMS的软模30形成精细图案41a时，由于精细图案41a的最小化表面而使精细图案们a与基板40表面之间的接触角增加，而等离子体处理可以减轻这种增加。采用氧气、氩、氢气、电晕或者氦执行等离子体处理。然后，如图4F所示，在其上形成有精细图案41a的基板40上涂布无机膜42。或者，除了无机膜42，也可以涂布有机膜。
根据本发明第二示例性实施方式基于共平面印刷采用软模形成精细图案的方法除了下述步骤外，与本发明第一实施方式以相同的方式执行。即，第二示例性实施方式与第一实施方式的不同之处在于将第一实施方式的固态纳米材料膜替换为液态纳米材料膜。软模30接触液态纳米材料膜41。填充有液态纳米材料膜41的软模凹陷部分经过UV固化或者热固化以形成精细图案41a。
接着说明根据本发明第三示例性实施方式基于微接触印刷采用软模形成精细图案的方法。如图5A所示，软模50的浮凸表面涂布有纳米材料51以形成图案。涂布有纳米材料51的软模50设置在基板55上以形成精细图案。然后，如图5B所示，涂布在软模50上的纳米材料51被转印到基板55上以形成精细图案51a。
软模50用于形成微单元的精细图案。软模50可以通过固化弹性聚合物制造。在这种情况下，PDMS广泛用作弹性聚合物。除了用于形成精细图案的纳米材料外，聚苯胺(polyaniline)或者诸如PEDOT:PSS的导电高聚合物也可以用作形成图案的材料。
接着，如图5C所示，对其上形成有精细图案51a的基板55的表面用等离子体进行处理。当采用PDMS的软模50形成精细图案51a时由于精细图案51a的最小化表面而使精细图案51a与基板55表面之间的接触角增加，而等离子体处理可以减轻这种增加。采用氧气、氩、氢气、电晕或者氦执行等离子体处理。然后，如图5D所示，在其上形成有精细图案51a的基板55上涂布无机膜52。或者，除了无机膜52，也可以涂布有机膜。
如上本发明的第一到第三示例性实施方式所述，如果在基板上形成精细图案之后执行等离子体处理，则表面浸润增加并且精细图案的接触角减小。下面将说明接触角根据氢气等离子体处理过程中的压力、功率和时间的变化。
首先，在氢气等离子体处理过程中氢气的流速在100sccm范围内。而且，在100nTorr到200mTorr的压力、400W到800W的功率以及50sec到100sec的时间下执行氢气等离子体处理。
如果如上所述通过等离子体处理精细图案，则如图6所示，当压力在100mTorr范围时的接触角比压力在200nTorr范围时的接触角进一步减小。当功率在400W范围时的接触角比功率在800W范围时接触角的进一步减小，并且当时间在50sec范围时的接触角比时间在100sec范围时的接触角进一步减小。
当采用PDMS软模形成精细图案时，下面说明采用氢气等离子体处理和没有采用氢气等离子体处理时接触角的区别。首先，如图7A所示，如果在采用PDMS软模形成精细图案之后不采用氢气等离子体处理该精细图案，则接触角基本上在103.5°的范围内并且具有表现为珠状水滴的圆形形状。作为比较，如图7B所示，如果在采用PDMS软模形成精细图案之后采用氢气等离子体处理该精细图案，则接触角减小到64°并且具有表现为分散水滴的形状。由于通过等离子体处理减小了接触角，当在精细图案上沉积无机膜以形成器件时可以改善精细图案与无机膜之间的粘合，并且当在精细图案上沉积有机膜以形成器件时可以避免精细图案与有机膜之间的半润湿。
如上所述，根据本发明采用软模形成精细图案的方法具有下述优点。在采用PDMS软模在基板上形成精细图案的情况下，通过等离子体处理该精细图案以减小由于精细图案的最小化表面而产生的接触角。因此，当在精细图案上沉积无机膜以形成器件时可以改善精细图案与无机膜之间的粘合，并且当在精细图案上沉积有机膜以形成器件时可以避免精细图案与有机膜之间的半润湿。
很明显，本领域技术人员在不脱离本发明的精神或者范围内，可对本发明形成精细图案的方法进行各种修改和变化。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内的各种修改和变化。
本申请要求享有2005年6月24日在韩国递交的专利申请P2005-0055198号专利中请的权利，在此引用其全部内容作为参考。