表面图案化和使用受控沉淀式生长的通孔制造制造技术

本发明专利技术涉及一种表面图案化和使用受控沉淀式生长的通孔制造的工艺，以及通过根据本发明专利技术的这样的工艺制备的图案化衬底。根据本发明专利技术的工艺包括提供包含至少一个表面的衬底，在该表面上需要将材料图案化，上述表面包括具有不同表面特性的至少第一和第二表面区域，其中进一步在第一表面区域上提供保护沉淀式生长，并且对至少第二表面区域应用至少一种材料，使得或者基本不对第一表面区域提供应用材料，或者如果对第一表面区域提供应用材料，可从第一表面区域选择性去除应用材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种表面图案化和使用受控沉淀式生长的通孔制造和通过根据本专利技术的该工艺制备的图案化衬底。在衬底上将材料图案化是现代技术中的共同需要和重要工艺，并且其应用于例如微电子技术和显示器制造中。图案化通常需要在衬底的整个表面上沉积材料并使用光刻和蚀刻技术选择性去除该材料。然而，需要更简单和更廉价的选择性图案化工艺。软刻蚀图案化技术具有用于制造工艺的潜能，其与当今的印刷工业所使用的那些技术一样简单且直接(B.Michel et al.，Printing meetslithographySoft approaches to high-resolution patterning，IBM Journalof Research&Development，45(5)，697-719(2001)；Y.Xia and G.M.Whitesides，Soft Lithography.Angewandte Chemie，International Editionin English，37，550-575(1998))。微接触印刷(μCP)是一种软刻蚀图案化技术，其即使在弯曲的衬底上也具有以中等到高等分辨率(特征尺寸通常≥100nm)容易、快速且廉价地复制结构化表面和电子电路的固有潜能。该微接触印刷技术提供通过用印模在衬底上印刷分子而形成各种类型的图案的实验简易性和实验灵活性。通过μCP图案化金属层是简单的，并且已被证实用于多种金属，例如金、银、铜、钯和铂，以及各种金属氧化物，例如氧化铝(具有钝化的氧化物表面)、氧化硅、ITO和IZO的图案化。因此，使用μCP可非光刻地将薄膜电子器件的导电层和半导体层图案化。然而，为了非光刻化地制造整个器件，一种也能将例如聚合物层等的绝缘层图案化的技术是必要的。利用软刻蚀将聚合物层图案化可通过多种软刻蚀技术获得。在加成方法(additive method)中，聚合物层可生长自在改性表面上的单体，例如那些具有吸附于金属衬底或吸附在表面处理过的聚合物层上的已构图的自组组装单分子层(SAM)的单体。(R.M.Crooks，Patterning of Hyperbranched Polymer Films.ChemPhysChem，2，645-654(2001)；N.L.Jeon et al.Patterned polymer growth on siliconsurfaces using microcontact printing and surface-initiated polymerization.Applied Physics Letters，75，4201-4203(1999))。然而，该方法局限于极少数的树枝状聚合物。EP1,192,505A描述了一种微转移图案化方法，其中使得图案化印模与在第一衬底上的聚合物层接触，而聚合物材料附着在印模的突出部分上。然后，使印模与第二衬底接触，相比于聚合物对印模的附着聚合物对第二衬底的附着更强，因此，在去除印模时，图案化聚合物层被转移到第二个衬底上。此方法迫切需要不同材料的附着性质存在足够的差异的系统，例如聚合物、印模和衬底材料。聚合物图案化的另一软刻蚀方法是基于在可模塑的聚合物合成物内印刷模塑图案或印模图案的方法。这些方法是，例如，软压花(softembossing)、溶剂辅助微模塑(SAMIM)、微转移模塑(μTM)、毛细微模塑(MIMIC)和重复模塑(replica molding)(REM)(Y.Xia andG.M Whitesides，Soft Lithography.Angewandte Chemie，InternationalEdition in English，37，550-575(1998)；S.Holdcroft，PatterningB-Conjugated Polymers.Advanced Materials，13，1753-1765(2001)；Y.Xia，J.A.Rogers，K.E.Paul，and G.M.Whitesides，UnconventionalMethods for Fabricating and Patterning Nanostructures.ChemicalReviews，99，1823-1848(1999))。然而，如附图说明图1所示，通常与这些技术有关的常见问题是聚合物图案化的低完整性，其可导致聚合物图案的凹陷区域内的残余聚合物层。此外，需要将聚合物应用于或转换为可模塑的形式，此形式在很大程度上限制了可用聚合物的范围。预计在不久的将来部分或全部基于有机聚合物材料的电子电路(IC)将在以低成本或灵活性为关键需求的电子学领域中起重要作用。因此，如US 6,603,139中所述，利用非光刻技术在有机电绝缘层内制造互连或通孔对于完全非光刻制造塑性电子器件是重要的。US 6,635,406公开了一种用于形成通孔的静态光刻技术，其使用光敏材料自身作为有机电绝缘层，从而无需附加的光致抗蚀剂层。然而，由于其依赖于光敏聚合物，此方法受到限制，并且这些材料的电学特性一般很差。在US 6,400,024中公开了一种完全非光刻方法，其提出通过相当粗糙的机械微开槽来形成通孔。现有技术所面临的另一个问题是，如果包括例如金或铝等金属的金属层的厚度超过几十纳米，很难通过微接触印刷将该金属层图案化。此问题是在相当强的蚀刻条件下和一般蚀刻较厚金属层所需的长蚀刻时间内应用单层抗蚀剂层的有限的稳定性。因此，为了将这样的厚金属层图案化，需要加成图案化方法而不是减成图案化方法。为了缓解与现有技术有关的问题，从而需要加成图案化方法，其允许通过微接触印刷而将几百纳米厚度的各种层图案化。理论上该方法可应用于许多种不同的材料。现在，本专利技术提供了一种缓解现有技术的问题的方法。因此，根据本专利技术，提供了一种制备具有经图案化的材料的衬底的方法，此方法包括提供包括至少一个在其上需要将材料图案化的表面的衬底，所述表面包括具有不同表面性质的至少第一和第二表面区域，其中所述第一表面区域进一步设有在其上的保护沉淀式生长物，并将至少一种材料应用到至少所述第二表面区域，使得或者基本不将所述应用材料提供到所述第一表面区域，或者如果将所述应用材料提供到所述第一表面区域，可从其上选择性地去除所述应用材料。在一个特定的优选实施例中，优选根据本专利技术的方法，其包括至少将第一涂层设置在衬底表面上，从而使第一表面区域包括具有第一表面性质的第一涂层。进一步优选根据本专利技术的方法，其还包括至少将第二涂层设置在衬底表面上，从而使第二表面区域包括具有不同于第一涂层的第一表面性质的第二表面性质的第二涂层。或者，第二表面区域可包括显示不同于第一涂层的第一表面性质的第二表面性质的下伏衬底表面。更进一步的替代方法是第二表面区域可包括下伏表面，其中在其上适度生长沉淀物，从该下伏表面选择性去除或已经选择性去除之前应用的涂层，因此被暴露的下伏衬底表面显示出不同于第一涂层的第一表面性质的第二表面性质。当第二涂层位于所述衬底之上时，优选第一涂层与第二涂层分别包括第一和第二SAM成形分子种，其表面性质显示出相对于根据本专利技术的方法中的沉淀式生长显著不同的沉淀式生长速度。如果应用两种以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供具有图案化材料的衬底的工艺，所述工艺包括提供包括至少一个表面的衬底，在所述表面上需要将材料图案化，所述表面包括具有不同表面性质的至少第一和第二表面区域，其中在所述第一表面区域上进一步具有保护沉淀式生长物，并将至少一种材料应用到至少所述第二表面区域，因此，或者基本不将所述应用材料提供到所述第一表面区域，或者如果将所述应用材料提供到所述第一表面区域，可从所述第一表面区域选择性地去除所述应用材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D布丁斯基，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]