近场平版印刷掩模及其制造制造技术

公开了制造形成纳米图案的滚筒光掩模的方法。具有大小范围为从约1纳米至约100微米的形貌的底版图案可在底版基底上形成。弹性体材料层可在透明滚筒的表面上形成。底版图案可从底版转印至所述透明滚筒表面上的弹性体材料层。可选地，形成纳米图案的滚筒光掩模可通过在弹性体基底上形成具有纳米级形貌的图案并且将形成图案的弹性体基底层压至滚筒的表面而形成。在另一方法中，弹性体材料层可在透明滚筒的表面上形成并且具有纳米级形貌的图案可在弹性体材料上通过直接形成图案方法形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及制造近场光学平版印刷掩模的方法。
技术介绍
本章节描述与本专利技术公开的实施方式相关的背景主题。既不明确地也不暗含地意欲使本章节讨论的
技术介绍
在法律上构成现有技术。纳米结构对于许多目前的应用和工业以及新的技术和未来的高级产品是必须的。在例如但不限于太阳能电池和LED的领域中、以及下一代数据储存设备的目前应用，可实现效率的改进。纳米结构基底可使用比如例如电子束直接写入、深度UV平版印刷、纳米球平版印刷、纳米压印平版印刷、近场相移平版印刷和等离子体平版印刷技术制造。之前的作者已经建议基于在专利申请W02009094009和US20090297989中描述的近场光学平版印刷的大面积刚性和柔性基底材料的纳米图案形成方法，其中可旋转掩模用于使辐射敏感型材料成像。典型地，可旋转掩模包括滚筒或圆锥体。纳米图案形成技术利用近场照相平版法，其中用于使基底形成图案的掩模与基底接触。近场照相平版法可利用弹性相移掩模，或可使用表面等离子体技术，其中旋转滚筒表面包括金属纳米孔或纳米颗粒。在一种实施中，这种掩模是近场相移掩模。近场相移平版印刷术包括将感光耐蚀层(photoresist layer)暴露于经过弹性相掩模的紫外(UV)光，同时掩模与感光耐蚀膜(photoresist)共形接触。将弹性相掩模与感光耐蚀膜薄层接触使得感光耐蚀膜“湿润”掩模接触表面的表面。当掩模与感光耐蚀膜接触时，使UV光通过掩模使感光耐蚀膜暴露于在掩模表面显现的光强度分布。相掩模形成一定深度的凸版，该凸版被设计为调整传输的光的相η弧度。作为相调整的结果，强度的局部零位出现在掩模上形成的凸版印刷图案的步进边缘。当使用阳图感光耐蚀膜时，通过该掩模曝光，随后显影，产生宽度等于强度零位特征宽度的感光耐蚀膜线。对于结合常规感光耐蚀膜的365nm(接近UV)光，强度零位的宽度为约100nm。PDMS掩模可用于形成与感光耐蚀层的共形、原子级接触。当接触时自发形成该接触，而不用施加压力。广义粘附力引导该过程并且提供在与感光耐蚀膜表面垂直的方向上的角度和位置对齐掩模的简单和方便的方法，以形成完美的接触。相对感光耐蚀膜没有物理空隙。PDMS对波长大于300nm的UV光是透明的。当PDMS与感光耐蚀层共形接触时，使来自汞灯的光(其中主要波谱线为355-365nm)通过PDMS，将感光耐蚀膜暴露于在掩模形成的强度分布。掩模的另一实施可包括表面等离子体技术，其中金属层或膜被层压或沉积在可旋转掩模的外表面上。金属层或膜具有特定系列的纳米透孔(through nanoholes)。在表面等离子体技术的另一实施方式中，金属纳米颗粒的层沉积在透明可旋转掩模的外表面上，以通过增强的纳米图案形成来实现表面等离子体。上面提到的应用建议这种从底版掩模加工的方法(使用已知的纳米平版印刷技术，如电子束、深度UV、干涉和纳米平版印刷之一制造)，并且接着从底版通过模制聚合物材料、固化聚合物以形成复制品膜来产生复制品，并且最终将复制品膜层压在滚筒的表面上。遗憾地，该方法不可避免地将在聚合物膜片之间产生一些“大的”缝合线(即使底版非常大并且仅仅需要一片聚合物膜以覆盖整个滚筒的表面，仍不可避免一条缝合线)。本专利申请为“辊压掩模”平版印刷设备建议一些新的制造掩模的方法。
技术实现思路
本专利技术的实施方式致力于解决制造具有光透明滚筒的近场光学平版印刷掩模的问题，光源位于主体的内部或外部并且透明的弹性膜层压、沉积或以其他方式形成在滚筒的外表面上——其在膜的外表面上具有纳米结构。掩模可具有图案，其形貌(feature)的大小范围为从约I纳米至约100微米，优选地从约10纳米至约I微米，更优选地从约50纳米至约500纳米。掩模可用于打印大小范围为从约I纳米至约1000纳米,优选地约10纳米至约500纳米,更优选地约50纳米至约200纳米的形貌(feature)。本专利技术的实施方式涉及制造可用于“辊压掩模”平版印刷术的近场光学平版印刷掩模的方法。滚筒掩模由聚合物涂覆，其用期望的形貌形成图案，以便获得相移平版印刷术或等离子体印刷的掩模。聚合物(例如，弹性体)可在被布置在滚筒表面上之前或之后形成图案。使用已知的微平版印刷或纳米平版印刷方法产生用于将图像转印至滚筒表面的底版(例如，纳米压印平版印刷、能量束、UV照相平版印刷、干涉平版印刷、自组装、纳米多孔材料或天然纳米结构的表面)。底版可以是具有期望的纳米级形貌的平的刚性板或柔性膜。下列方法被建议用于使聚合物层在滚筒表面上形成图案:“印版-滚筒(plate-to-cylinder) ”纳米压印平版印刷、以标准接触或近场配置的光学平版印刷、结合-分离(bond detach)或贴花转印平版印刷、微接触印刷、纳米转印印刷和扫描束干涉平版印刷。所有建议的方法可以以连续模式实施，其中滚筒在平版印刷过程期间连续旋转。可选地，所有建议的方法可以以“步进-和-旋转”模式实施，其中平版印刷在滚筒一个部分上一次完成，随后在过程之间进行旋转步进。附图简述附图说明图1是图解“辊压掩模”近场纳米平版印刷的示意图。图2是图解用于辊压掩模近场光学平版印刷的光-机械系统的示意图。图3是图解按照本专利技术的实施方式的在“印版-滚筒”构造中使用纳米压印平版印刷技术以使在滚筒表面上形成的聚合物层形成图案的示意图。图4是图解按照本专利技术的实施方式使用接触式光学平版印刷技术以使在滚筒表面上形成的聚合物层形成图案的示意图。图5是图解按照本专利技术的实施方式使用结合-分离平版印刷技术以使在滚筒表面上形成的聚合物层形成图案的示意图。图6是图解按照本专利技术的实施方式使用贴花转印平版印刷技术以使在滚筒表面上形成的聚合物层形成图案的示意图。图7是图解按照本专利技术的实施方式在滚筒表面上形成的聚合物层上制作等离子体近场掩模图案的示意图。图8是图解按照本专利技术的实施方式在滚筒表面上形成的聚合物层上制作等离子体近场掩模图案的可选技术的顺序示意图。图9是图解按照本专利技术的实施方式使用微接触印刷技术以将金属图案转印至滚筒表面的顺序示意图。图10是图解按照本专利技术的实施方式使用纳米转印印刷以在滚筒表面上形成的弹性体层上产生金属纳米图案的示意图。图11是图解按照本专利技术的实施方式使用“步进-和-旋转”模式以在滚筒表面上形成的弹性体层上产生纳米图案的示意图。图12是图解按照本专利技术的实施方式使用柔性底版以在滚筒表面上形成的弹性体层上产生纳米图案的示意图。图13是图解按照本专利技术的实施方式使用干涉平版印刷以在滚筒表面上形成的弹性体层上产生纳米图案的示意图。图14是图解按照本专利技术的实施方式制造形成纳米图案的聚合物层并且随后将聚合物层附着至滚筒的顺序示意图。图15是图解按照本专利技术的实施方式在聚合物层上制造纳米图案的金属层并且随后将聚合物层附着至滚筒的顺序示意图。图16是图解通过将纳米图案转从平的掩模印至滚筒上的聚合物层来制造纳米图案的滚筒掩模的顺序示意图。图17是图解按照本专利技术的实施方式用双层聚合物制造纳米图案的滚筒掩模的顺序不意图。图18是图解按照本专利技术的另一实施方式用双层聚合物制造纳米图案的滚筒掩模的顺序不意图。图19是图解使用直接“滚筒-至-滚筒”纳米压印图案转印制造纳米图案的滚筒掩模的顺序示意图。图20是图解使用直接纳米压印在透明滚筒表面上的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.23 US 61/402,0851.关于形成纳米图案的滚筒光掩模的方法，包括: 在底版基底上形成底版图案，其中所述底版图案包括大小范围为从约I纳米至约100微米的形貌； 在透明滚筒的表面上形成弹性体材料层； 将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层。2.权利要求1所述的方法，其中所述底版基底是平的刚性基底。3.权利要求1所述的方法，其中所述底版基底由柔性材料制造。4.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括“凹版印刷-至-滚筒”纳米压印平版印刷、以标准接触或近场配置的光学平版印刷、结合-分离或贴花转印平版印刷、微接触印刷、纳米转印印刷和扫描束干涉平版印刷。5.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括在使用所述底版作为平版印刷掩模的平版印刷过程期间连续旋转所述滚筒。6.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括或“步进-和-旋转”模式，其中平版印刷在滚筒的一个部分上一次完成，随后是平版印刷过程之间的旋转步进。7.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括“印版-至-滚筒”构造中的纳米压印平版印刷技术。8.权利要求7所述的方法，其中所述纳米压印平版印刷技术包括使所述滚筒与具有凸版印刷轮廓的纳米结构基底底版接触，以将所述凸版印刷轮廓压印入所述滚筒表面上的所述弹性体材料中。9.权利要求8所述的方法，进一步包括将所述滚筒表面上的所述弹性体材料的压印部分固化。10.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括使用接触式光学平版印刷。11.权利要求1所述的方法，其中将所述底版图案从所述底版转印至在所述滚筒表面上的所述弹性体材料层包括使用结合-分离平版印刷技术。12.权利要求11所述的方法，其中所述结合-分离平版印刷技术包括形成所述底版图案，其形成在基底上的金属层中，在所述基底上具有沉积或生长的氧化物层；通过暴露于等离子体、UV、臭氧或电晕放电激活所述弹性体和所述氧化物层；使所述激活的氧化物层和激活的弹性体的暴露部分接触，以使它们结合在一起，而所述氧化物层的涂覆金属的部分不结合；和使所述滚筒旋转以将所述弹性体的结合部分从所述滚筒拉开。13.权利要求1所述的方法，其中所述图案包括大小范围为从约10纳米至约I微米的形貌。14.权利要求1所述的方法，其中所述图案包括大小范围为从约50纳米至约500纳米的形貌。15.关于形成纳米图案的滚筒光掩模的方法，包括: 在弹性体基底上形成图案， 其中所述图案包括大小范围为从约I纳米至约100微米的形貌； 将该形成图案的弹性体基底层压至所述滚筒的表面。16.利要求15所述的方法，其中所述形成纳米图案的弹性体被制成比所述滚筒的周长稍长，从而当附连至所述滚筒时，所述膜在其本身末端稍微交叠。17.权利要求15所述的方法，进一步包括用所述图案填充所述滚筒上所述弹性体膜末端之间的接缝。18.权利要求15所述的方法，其中所述弹性体膜用薄的金属涂层涂覆并且所述纳米结构图案在所述金属涂层中形成，其中所述弹性体附连至所述滚筒，从而所述弹性体在所述滚筒和在所述金属涂层中形成的所述纳米结构图案之间，由此所述光掩模是等离子体掩模。19.权利要求15所述的方法，其中所述弹性体膜包括两层或更多层。20.权利要求19所述的方法，其中所述两层或更多层包括相对厚和软的第一层以及相对薄和硬的第二层，其中在所述第一层和第二层之间所述第一层被层压至所述滚筒的表面，从而所述第一层在所述滚筒的表面和所述第二层之间，其中所述纳米结构图案在所述第二层中形成。21.权利要求15所述的方法，其中在所述弹性体基底上形成所述图案包括形成具有对应于待形成在所述弹性体基底上的图案部分的图案的小底版，将在所述小底版上的图案转印至一个或多个子底版...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·柯宾，
申请(专利权)人：罗利诗公司，
类型：
国别省市：