Title:
Umkehrprägetechnik
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine Methode zur Prägung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einem Substrat, wobei die Methode umfasst:
(a) Bereitstellen einer Form, die ein gewünschtes Muster oder Relief für eine Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält;
(b) Aufbringen einer Polymerbeschichtung auf die Form; und
(c) Übertragen der Polymerbeschichtung unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen von der Form auf ein Substrat, um ein geprägtes Substrat mit einer darauf befindlichen gewünschten Mikrostruktur zu bilden.




Inventors:
Huang, Xudong (Singapore, SG)
Bao, Li-Rong (Bridgewater, N.Y., US)
Cheng, Xing (Ann Arbor, Mich., US)
J. Guo, Lingjie (Ann Arbor, Mich., US)
Pang, Stella W. (Ann Arbor, Mich., US)
Yee, Albert F. (Singapore, SG)
Guo, Lingjie J. (Ann Arbor, Mich., US)
Application Number:
DE10297731T
Publication Date:
07/07/2005
Filing Date:
05/08/2002
Assignee:
Agency for Science, Technology and Research (Singapur/Singapore, SG)
The Regents of the University of Michigan (Ann Arbor, Mich., US)



Attorney, Agent or Firm:
Stolmár, Hinkelmann & Partner GbR (München)
Claims:
1. Eine Methode zur Prägung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einem Substrat, wobei die Methode umfasst:
(a) Bereitstellen einer Form, die ein gewünschtes Muster oder Relief für eine Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält;
(b) Aufbringen einer Polymerbeschichtung auf die Form; und
(c) Übertragen der Polymerbeschichtung unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen von der Form auf ein Substrat, um ein geprägtes Substrat mit einer darauf befindlichen gewünschten Mikrostruktur zu bilden.

2. Methode nach Anspruch 1, worin die Form gebildet ist aus der Gruppe bestehend aus Halbleitern, Dielektrika, Metallen und Kombinationen hiervon.

3. Methode nach Anspruch 2, worin die Form mittels optischer Lithographie oder Elektronenstrahllithographie und anschließender trockener Ätzung erhalten wurde.

4. Methode nach Anspruch 1, worin das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Polymeren, thermisch / durch Strahlung härtenden Präpolymeren und Vorstufen aus Glas oder Keramik.

5. Methode nach Anspruch 4, worin das Polymer Poly(methylmethacrylat) (PMMA) ist.

6. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Polymer sich in einer Lösung eines unpolaren Lösungsmittels befindet, um auf der Form eine im Wesentlichen einheitliche Polymerbeschichtung zu erzielen.

7. Methode nach Anspruch 6, worin das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Toluol, Xylol und Tetrahydrofuran besteht.

8. Methode nach Anspruch 7, worin das Lösungsmittel Toluol ist.

9. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Polymer mittels Rotationsbeschichten auf die Form aufgebracht wird.

10. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Form vor der Aufbringung des Polymeren mit einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln behandelt wird.

11. Methode nach Anspruch 10, worin das oberflächenaktive Mittel 1H,1H,2H,2H-Perfluordecyl-trichlorsilan ist.

12. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymeren, Halbleitern, Dielektrika, Siliziumkomponenten, Metallen und Kombinationen hiervon besteht.

13. Methode nach Anspruch 12, worin das Substrat ein Siliziumwafer ist.

14. Methode nach Anspruch 12, worin das Substrat auf der Oberfläche eine oder mehrere gemusterte Strukturen aufweist.

15. Methode nach Anspruch 12, worin das Substrat ein flexibler Polymerfilm ist, wie z.B. Polyimid oder Polyester.

16. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin der Schritt (c) in einer erhitzten hydraulischen Presse unter einem gewünschten Druck und Temperatur durchgeführt wird.

17. Methode nach Anspruch 16, worin der Druck weniger als ungefähr 5 MPa beträgt.

18. Methode nach Anspruch 16, worin der Druck von ungefähr 1 MPa bis ungefähr 5 MPa beträgt.

19. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 18, worin die Temperatur von ungefähr 30 °C unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg ) des Polymeren bis ungefähr 90 °C oberhalb der Tg des Polymeren beträgt.

20. Methode nach Anspruch 19, worin die aufgebrachte Polymerbeschichtung im Wesentlichen uneben ist und die Temperatur wesentlich höher ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren.

21. Methode nach Anspruch 20, worin die Temperatur ungefähr 90 °C über der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren liegt.

22. Methode nach Anspruch 19, worin die aufgebrachte Polymerbeschichtung im Wesentlichen uneben ist und die Temperatur im Wesentlichen gleich oder unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren ist.

23. Methode nach Anspruch 19, worin die aufgebrachte Polymerbeschichtung im Wesentlichen eben ist und die Temperatur im Wesentlichen gleich oder unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren ist.

24. Methode nach Anspruch 19, worin die Temperatur ungefähr bei der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren liegt.

25. Methode nach Anspruch 19, worin die Temperatur ungefähr 30 °C unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren liegt.

26. Methode nach Anspruch 1, worin das Substrat uneben ist und die Temperatur niedriger ist als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren.

27. Methode nach Anspruch 26, worin das unebene Substrat auf sich ein Rastermuster beinhaltet.

28. Methode nach Anspruch 27, worin das gewünschte Muster oder Relief der Form ein Rastermuster ist.

29. Methode nach Anspruch 28, worin das Rastermuster auf dem Substrat eine Periode von ungefähr 700 nm und eine Tiefe von ungefähr 1.5 μm hat, und das Rastermuster der Form eine Periode von ungefähr 700 nm und eine Tiefe von ungefähr 350 nm hat.

30. Methode nach Anspruch 29, worin die Polymerbeschichtung bei einer Temperatur von ungefähr 90 °C und einem Druck von ungefähr 5MPa von der Form auf das Substrat übertragen wird.

31. Methode nach einem der Ansprüche 28 bis 30, worin die Polymerbeschichtung auf das Substrat übertragen wird, so dass das Rastermuster des Substrates sich quer zum Rastermuster der Polymerbeschichtung befindet.

32. Methode nach einem der Ansprüche 28 bis 30, worin die Polymerbeschichtung auf das Substrat übertragen wird, so dass das Rastermuster des Substrats und das Rastermuster der Polymerbeschichtung ausgerichtet sind.

33. Methode nach Anspruch 31, worin die Schritte b) und c) ein oder mehrere Male wiederholt werden, um eine gitterartige Struktur zu bilden.

34. Ein Substrat, das eine geprägte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält, die gemäß der Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 33 hergestellt wurde.

35. Ein Substrat, das eine geprägte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält, die gemäß der Methode von Anspruch 20 hergestellt wurde, worin die geprägte Struktur eine negative Nachbildung der Form ist.

36. Ein Substrat, das eine geprägte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält, die gemäß der Methode von Anspruch 22 hergestellt wurde, worin die geprägte Struktur eine positive Nachbildung der Form ist.

37. Ein Substrat, das eine geprägte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält, die nach der Methode von Anspruch 23 hergestellt wurde, wobei die geprägte Struktur eine positive Nachbildung der Form ist.

38. Verwendung der Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 33 zur Ausbildung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einer Oberfläche.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Strukturen im Mikro- bzw. Nano-Bereich und Methoden zur Bildung solcher Strukturen durch Umkehrprägen („reversal imprinting").

Stand der Technik

Die Forderung, Strukturen im Nanobereich rasch und ökonomisch herzustellen, ist eine Hauptantriebskraft bei der Entwicklung der Nanowissenschaft und Nanotechnologie. Die Nanoprägelithographie („Nanoimprint lithography") (NIL), die auch als heiß einprägende Lithographie ("hot embossing lithography") bekannt ist, bei der ein Dickenrelief gebildet wird, indem ein Polymerresist durch Einprägen („embossing") mit einer gemusterten harten Form („mold") verformt wird, bietet mehrere entscheidende technische Vorteile, insbesondere als eine kostengünstige Methode zur Ausbildung von Mustern im Nanobereich (S. Y. Chou, P. R. Krauss und P. J. Renstrom, Science, 272, 85 (1996) S. Y. Chou, U. S. Patent Nr. 5,772,905). Es wurde bereits bewiesen, dass NIL in der Lage ist, Merkmale mit einer lateralen Auflösung bis hinunter zu < 6 nm auszubilden (S. Y. Chou, P. R. Krauss, W. Zhang, L. J. Guo und L. Zhuang, J. Vac. Sci. Technol. B, 15, 2897 (1997); S. Y. Chou und P. R. Krauss, Microelectron. Eng., 35, 237 (1997); B. Heidari, I. Maximov und L. Montelius, J. Vac. Sci. Technol. B, 18, 3557 (2000); A. Lebib, Y. Chen, J. Bourneix, F. Carcenac, E. Cambril, L. Couraud und N. Launois, Microelectron. Eng., 46, 319 (1999)). Bei der herkömmlichen NIL muss ein Substrat mit einer Polymerschicht rotationsbeschichtet („spin-coated") werden, bevor es mit der harten Form geprägt werden kann. Borzenko et al. berichteten über ein Bindungsverfahren, bei dem sowohl das Substrat wie auch die Form mit Polymeren rotationsbeschichtet wurden (T. Borzenko, M. Tormen, G. Schmidt, L. W. Molenkamp und H. Janssen, Appl. Phys. Lett., 79, 2246 (2001)).

Obwohl gegenwärtig eine Anzahl von Nanoprägetechniken erhältlich sind, können diese Techniken einen oder mehrere aus einer Anzahl von Nachteilen aufweisen. Zur Zeit gibt es strikte Begrenzungen hinsichtlich der Art des Substrats, das verwendet werden kann; oft können nur flache, harte Substratoberflächen geprägt werden. Außerdem werden häufig übermäßig hohe Temperaturen und / oder Drucke benötigt, die den Typ der Nanostruktur, die auf vielen potentiellen Substraten produziert wird, einschränken können.

NIL wurde bereits als eine Lithographie-Technik nachgewiesen, die eine hohe Auflösung, einen hohen Durchsatz und niedrige Kosten aufweist. Um jedoch den Anwendungsbereich dieser Technik zu erweitern, ist es reizvoll, die Nanoprägung („nanoimprinting") von dreidimensionalen Strukturen auf unebenen Oberflächen zu ermöglichen, da sie häufig für komplexe Mikrovorrichtungen und für neue Anwendungen erwünscht sind. Das Prägen über unebenen Strukturen wurde kürzlich unter Verwendung von mehreren Techniken studiert, die auf der Planarisierung einer unebenen Oberfläche mit einer dicken Polymerschicht beruhen und Vielschichtresist-Annäherungen (X. Sun, L. Zhuang und S. Y. Chou, J. Vac. Sci. Technol. B 16, (1998)). Diese Techniken erfordern nicht nur viele Verfahrensschritte, sondern bedingen auch ein tiefes Ätzen, um das dicke, zur Planarisierung verwendete Polymer zu entfernen, das während der Bildung erzeugt wurde, wodurch oft die Auflösung und Genauigkeit der zum Schluss erhaltenen Muster oder Struktur beeinträchtigt werden.

Die gegenwärtigen Erfinder haben eine neue Prägetechnik entwickelt, die für viele unterschiedliche Substrate und Substratanordnungen anpassungsfähig ist. Die vorliegende Erfindung kann bei niedrigeren Temperaturen und Drucken als gegenwärtig in der NIL benutzt ausgeführt werden. Die Umkehrpräge-Methode gemäß der vorliegenden Erfindung bietet mehrere einzigartige Vorteile gegenüber der herkömmlichen NIL, indem das Prägen auf unebenen Substraten und auf Substraten, die nicht leicht mit einem Polymerfilm rotationsbeschichtet werden können, wie beispielsweise flexiblen Polymersubstraten, ermöglicht wird. Außerdem können unter Anwendung des Umkehrprägens entweder positive oder negative Nachbildungen einer Form hergestellt werden, indem die Verfahrensbedingungen kontrolliert werden.

Offenbarung der Erfindung

In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Methode zur Prägung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einem Substrat bereit, wobei die Methode umfasst:

  • (a) Bereitstellen einer Form („mold"), die ein gewünschtes Muster oder Relief für eine Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält;
  • (b) Aufbringen einer Polymerbeschichtung auf der Form; und
  • (c) Übertragen der Polymerbeschichtung von der Form auf ein Substrat unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen, um ein geprägtes Substrat zu bilden, das auf sich eine gewünschte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält.

Vorzugsweise ist die Form eine harte Form, die aus der Gruppe bestehend aus Halbleitern, Dielektrika, Metallen und deren Kombination gebildet ist. Üblicherweise ist die Form in SiO2 oder Si auf Silizium (Si) wafern gebildet und mittels optischer Lithographie oder durch Elektronenstrahllithographie und anschließendes trockenes Ätzen mit einem Muster versehen. Es wird erkannt, dass andere Typen von Formen für die vorliegende Erfindung benutzt werden können.

Zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignete Polymere bestehen aus im Vergleich zur Form relativ weichen Materialien, eingeschlossen thermoplastische Polymere, thermisch / durch Strahlung härtbare Prepolymere und Vorstufen aus Glas oder Keramik. Poly(methylmethacrylat) (PMMA) mit einem Molekulargewicht von mindestens 15000 wurde als für die vorliegende Erfindung besonders geeignet gefunden. Es wird jedoch verstanden, dass andere Materialien ebenfalls geeignet wären.

Um bei der Freisetzung des Polymeren aus der Form auf das Substrat zu helfen, kann die Form vor der Aufbringung des Polymeren mit einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln behandelt sein. Das oberflächenaktive Mittel, 1H,1H,2H,2H-Perfluordecyl-trichlorsilan wurde als für die vorliegende Erfindung besonders geeignet gefunden. Es wird jedoch verstanden, dass andere oberflächenaktive Mittel, die mit dem verwendeten Polymeren verträglich sind, ebenfalls geeignet wären.

Das Polymer wird vorzugsweise mittels Rotationsbeschichten auf die Form aufgebracht. Derartige Techniken der Aufbringung durch Rotationsbeschichten sind in der Technik gut bekannt und geeignete Beispiele können in zahlreichen herkömmlichen Lithographietechniken gefunden werden. Die Auswahl des Lösungsmittels kann wichtig sein, um auf der mit oberflächenaktiven Mitteln beschichteten Form eine im Wesentlichen gleichmäßige Polymerbeschichtung zu erzielen. Lösungen von Polymeren in polaren Lösungsmitteln bilden üblicherweise auf einer mit oberflächenaktiven Mitteln behandelten Form keine kontinuierlichen Filme. Das Lösungsmittel Toluol wurde als für die vorliegende Erfindung besonders geeignet gefunden. Jedoch wären auch andere unpolare Lösungsmittel, die mit dem verwendeten Polymer verträglich sind, geeignet. Beispiele beinhalten Xylol und Tetrahydrofuran, sind aber nicht hierauf begrenzt.

Polierte Si-Wafer und flexible Polyimidfilme (Kapton®) wurden als für die vorliegende Erfindung geeignete Substrate gefunden. Es wird jedoch erkannt, dass andere Substrate ebenfalls geeignet wären. Beispiele beinhalten Polymere, Halbleiter, Dielektrika und Metalle sowie deren Kombinationen, sind aber nicht hierauf begrenzt.

Die Methode dieser Erfindung ist bei ebenen und unebenen Substraten anwendbar, einschließlich Substraten, die bereits auf sich ein Muster oder ein Relief enthalten. Die Methode kann bei Substraten angewandt werden, die bereits eine oder mehrere Schichten einer Polymerbeschichtung enthalten. Beispielsweise kann die Methode verwendet werden, um eine gitterartige Struktur zu erzeugen, bei der mehrfache Schichten von Polymeren (d.h. Polymerraster, „polymer gratings") auf dem Substrat gebildet sind.

Der Schritt (c) wird vorzugsweise unter einem gewünschten Druck und Temperatur in einer vorgeheizten hydraulischen Presse durchgeführt. Angewandter Druck und Temperatur werden von der Auswahl der Form, des Substrats und des Polymeren abhängen. Üblicherweise werden Drucke von weniger als ungefähr 10 MPa verwendet. Ein Druck von ungefähr 5 MPa oder weniger wurde als für das Umkehrprägen von PMMA-Polymer besonders geeignet gefunden. Temperaturen von ungefähr 30 °C unterhalb bis ungefähr 90 °C oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren können bei der vorliegenden Erfindung benutzt werden.

Abhängig von der Temperatur und dem Ausmaß der Planarisierung der Polymerbeschichtung können unterschiedliche Prägeeffekte erzielt werden.

Demgemäss beinhaltet eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Methode zur Prägung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einem Substrat (wie oben beschrieben), worin die angewandte Polymerbeschichtung im Wesentlichen uneben ist und die Temperatur wesentlich höher als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren ist. Unter diesen Bedingungen verhält sich das Umkehrprägen ähnlich wie das herkömmliche NIL, indem ein beträchtlicher Fluss an Polymeren stattfindet, wenn das Polymermaterial sich im Einklang mit der Gestalt der Form bewegt. Ebenso ist die resultierende geformte Polymerbeschichtung eine negative Nachbildung der Form.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die angewandte Polymerbeschichtung im Wesentlichen uneben und die Temperatur ist im Wesentlichen gleich oder unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren. Bei dieser Ausführungsform ist es üblich, dass nur die Teile des Films, die sich auf den vorstehenden Flächen der Form befinden, auf das Substrat übertragen werden. In diesem Sinne ist die Methode dieser Ausführungsform ähnlich einem Prägeverfahren („stamping process") mit flüssiger Tinte. Die Methode dieser Ausführungsform hat eine geformte Polymerbeschichtung zum Ergebnis, die eine positive Nachbildung der Form hat.

Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform dieser Erfindung ist die aufgebrachte Polymerbeschichtung im Wesentlichen eben und die Temperatur ist im Wesentlichen gleich oder unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Polymeren.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung geschieht das Prägen ohne wesentliche seitlich Bewegungen des Polymeren und die gesamte beschichtete Polymerschicht wird auf das Substrat übertragen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die resultierende geformte Polymerbeschichtung eine negative Nachbildung der Form. Bei dieser Ausführungsform, bei der die gesamte Polymerbeschichtung auf das Substrat übertragen wird, ist ein weiterer Vorzug, dass eine geringe Dicke des Rückstands erzielt wird.

Die Methode dieser Erfindung kann mehrere Male unter Verwendung des gleichen Substrats durchgeführt werden, so dass eine geschichtete Struktur, die mehrfache Polymerschichten aufweist, gebildet werden kann. Beispielsweise kann jede Polymerschicht eine Anzahl von parallelen Streifen enthalten (d.h., die ein Gittermuster bilden), die quer (d.h. im rechten Winkel hierzu) zu den parallelen Streifen einer angrenzenden Polymerschicht liegen. Die resultierende Struktur wird dadurch eine Gitterbildung haben.

In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Substrat bereit, das eine geprägte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält, die mit der Methode gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Diese Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich kann aus einer einzelnen geprägten Polymerschicht gebildet sein. Alternativ kann sie aus einer Vielzahl von Polymerschichten gebildet sein, die in einer relativ komplexen 3-D-Struktur resultieren, wie z. B. einer gitterartigen Struktur.

Die Mikro- bzw. Nanostruktur ist geeignet zur Verwendung in der Lithographie, bei integrierten Schaltkreisen, quantenmagnetischen Speichervorrichtungen, Lasern, Biosensoren, Photosensoren, mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), Bio-MEMS und in der molekularen Elektronik.

In einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung der Methode gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bereit, um auf einem unebenen oder flexiblen Substrat eine Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich zu bilden.

In der gesamten Beschreibung werden, sofern der Text nicht etwas anderes erfordert, die Wörter „umfassen" oder Variationen wie „umfasst" oder „umfassend" so verstanden, dass der Einschluss eines angegebenen Elementes, einer angegebenen ganzen Zahl oder eines Schrittes, oder einer Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten impliziert wird, aber nicht der Ausschluss eines anderen Elements, einer anderen ganzen Zahl oder eines Schrittes oder einer Gruppe von Elementen, ganzen Zahlen oder Schritten.

Jede Diskussion von Dokumenten, Handlungen, Materialien, Vorrichtungen, Artikeln oder ähnlichen, welche in der vorliegenden Beschreibung eingeschlossen ist, dient einzig dem Zweck der Bereitstellung eines Zusammenhangs für die vorliegende Erfindung. Es soll nicht als ein Zugeständnis verstanden werden, dass irgendeiner oder alle diese Gegenstände einen Teil der Grundlage des Standes der Technik bilden oder bekanntes Allgemeinwissen auf dem für die vorliegende Erfindung relevanten Gebiet waren, wie er vor dem Prioritätstag jedes der Ansprüche dieser Anmeldung existierte.

Damit die vorliegende Erfindung klarer verstanden werden kann, werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen und Beispiele beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt schematische Illustrationen von Musterübertragungsverfahren bei (a) herkömmlichem Nanoprägen; (b) Umkehrprägen bei Temperaturen deutlich oberhalb Tg; (c) "Einfärben" ("inking") bei Temperaturen um die Glasübergangstemperatur (Tg) mit einer unebenen Form; (d) "Übertragung der gesamten Schicht" ("whole-layer transfer") um Tg mit einer planarisierten Form.

2 zeigt eine Atomkraft-Mikrokopie ("Atomic Force Microcopy") (AFM)-Sektionsanalyse einer 300 nm tiefen Rasterform, die bei 3000 Umdrehungen pro Minute mit einer 6%-igen Lösung von PMMA beschichtet wurde.

3 zeigt die durchschnittliche Stufenhöhe zwischen Spitze und Tal in Rasterformen mit verschiedenen Tiefen nach dem Rotationsbeschichten mit unterschiedlichen Lösungen bei 3000 Umdrehungen pro Minute. Bereiche von unterschiedlichen Mustertransferarten bei 105 °C sind angegeben, wobei die gepunkteten Linien den Übergangsbereich zwischen den beiden Moden angeben.

4 zeigt die Abhängigkeit von Umkehrprägemoden von der Prägetemperatur und Stufenhöhe der beschichteten Form. Die Symbole sind experimentelle Daten und die durchgezogenen Linien sind extrapolierte Grenzen für verschiedene Moden.

5 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme ("scanning electron micrography") des Ergebnisses des Umkehrprägens bei 105 °C unter Verwendung einer 350 nm tiefen Rasterform („grating mold") mit einer 7%igen PMMA-Beschichtung. Der Rmax vor dem Prägen betrug 75 nm und der Modus der Übertragung der gesamten Schicht trat ein.

6 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme als das Ergebnis des Einfärbens („inking") bei 105 °C mit einer 650 nm tiefen Gitterform, 6 % Beschichtung und Rmax = 305 nm.

7 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Muster in PMMA, die durch Umkehrprägen bei 175 °C auf einem 50 μm dicken Kapton-Film erzeugt wurden. Die 350 nm tiefe Form wurde mit einer 7 %-igen Lösung rotationsbeschichtet.

8 zeigt ein Schema für das Prägen über einer strukturierten Oberfläche unter Verwendung der vorliegenden Erfindung: (a) PMMA, das vor dem Beschichten auf eine geprägte Form auf einer Form rotationsbeschichtet wurde; (b) Drucken auf eine geprägte Struktur bei einer Temperatur unterhalb von Tg; (c) PMMA-Muster, das auf ein Substrat übertragen wurde.

9 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (SEM) eines gedruckten PMMA-Rasters senkrecht zu einer gemusterten 1.5 μm tiefen, kanalisierten („channelled") SiO2 Substratoberfläche: (a) Betrachten entlang des übertragenen PMMA-Rasters; (b) Betrachten entlang der darunter liegenden SiO2-Rastermuster („grating pattern") auf dem Substrat.

10 zeigt eine SEM Mikroaufnahme eines PMMA-Rasters, das bei 175 °C auf ein gemustertes Substrat übertragen wurde, wobei Entnetzung („dewetting") die restliche PMMA-Schicht entfernt hat.

Ausführungsart(en) der ErfindungExperimentelles

Zwei Arten von gemusterten Formen wurden in unserer Studie verwendet. Die Formen wurden in SiO2 auf Silizium (Si) wafern gebildet und mittels optischer Lithographie und anschließendem trockenen Ätzen mit einem Muster versehen. Eine Form hatte Merkmale, die von 2 bis 50 μm variierten und eine nominale Tiefe von 190 nm. Die andere Form hatte einheitliche Raster mit einer Periode von 700 nm und einer Tiefe, die von 180 bis 650 nm betrug. Sämtliche Formen wurden mit einem oberflächenaktiven Mittel, 1H,1H,2H,2H-perfluordecyl-trichlorsilan, behandelt, um die Freisetzung des Polymeren zu fördern. Die verwendeten Substrate waren polierte (100) Si-Wafer und flexible, 50 μm dicke Polyimidfilme (Kapton®). Poly(methylmethacrylat) (PMMA) mit einem Molekulargewicht von 15000 wurde für die Prägung verwendet. In einem typischen Umkehrprägungsexperiment wurde eine Form bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 3000 Umdrehungen pro Minute während 30 Sekunden mit einer PMMA-Toluol-Lösung rotationsbeschichtet und dann für 5 Minuten auf 105 °C erhitzt, um restliches Lösungsmittel zu entfernen. Die beschichtete Form wurde in einer vorgeheizten hydraulischen Presse unter einem Druck von 5 MPa während 5 Minuten gegen ein Substrat gedrückt. Der Druck wurde aufrecht erhalten, bis die Temperatur unterhalb 50 °C fiel. Schließlich wurden die Form und das Substrat demontiert und getrennt.

Ergebnisse und Diskussion

Bei der herkömmlichen NIL muss ein Polymerfilm auf das Substrat rotationsbeschichtet sein, bevor es mit einer harten Form geprägt werden kann. Jedoch ist das Rotationsbeschichten auf flexiblen Substraten wie z. B. Polymermembranen ziemlich schwierig. Dies begrenzt die Fähigkeit der herkömmlichen NIL zur Prägung derartiger Substrate. Da die herkömmliche NIL auf viskosem Polymerfluss basiert, um den Polymerfilm zu verformen und den Dickenkontrast zu erzeugen, sind außerdem erhöhte Temperatur und Druck erforderlich (L. J. Heyderman, H. Schift, C. David, J. Gobrecht und T. Schweizer, Microelectron. Eng., 54, 229 (2000); H. C. Scheer, H. Schulz, T. Hoffmann und C. M. S. Torres, J. Vac. Sci. Technol. B, 16, 3917 (1998); S. Zankovych, T. Hoffmann, J. Seekamp, J. U. Bruch und C. M. S. Torres, Nanotechnology, 12, 91 (2001)). Um eine verlässliche Übertragung des Musters zu erzielen, wird die Prägung üblicherweise bei Temperaturen zwischen 70 bis 90 °C oberhalb Tg (Glasübergangstemperatur) und unter Drucken so hoch wie 10 MPa durchgeführt (L. J. Heyderman, N. Schift, C. David, J. Gobrecht und T. Schweizer, Microelectron. Eng., 54, 229 (2000); H. C. Scheer, H. Schulz, T. Hoffmann und C. M. S. Torres, J. Vac. Sci. Technol. B, 16, 3917 (1998); F. Gottschalch, T. Hoffmann, C. M. S. Torres, H. Schulz und H. Scheer, Solid-State Electron., 43, 1079 (1999)). Bestimmte Modifikationen zur herkömmlichen NIL-Technik wie die Polymerbindungsmethode, die von Borzenko et al. Entwickelt wurde (T. Borzenko, M. Tormen, G. Schmidt, L. W. Molenkamp und H. Janssen, Appl. Phys. Lett., 79, 2246 (2001)), verringern die Temperatur- und Druckerfordernisse beträchtlich. Jedoch hat die Polymerbindungsmethode von Borzenko et al. den zusätzlichen Nachteil einer dicken Rückstandsschicht nach dem Prägen, was die nachfolgende Übertragung des Musters erschwert.

Im Unterschied zur herkömmlichen NIL ist die Umkehrprägetechnik gemäß der vorliegenden Erfindung eine komfortable und verlässliche Methode, um flexible Substrate zu prägen. Weiterhin können in Abhängigkeit vom Ausmaß der Planarisierung der mit Polymer beschichteten Form und der Prägetemperatur drei ausgeprägte Prägetransferarten („pattern transfer modes") beobachtet werden.

Erfolgreiche und verlässliche Musterübertragung kann bei Temperaturen erzielt werden, die so niedrig wie ungefähr 30 °C unterhalb der Tg sind und bei Drucken von weniger als ungefähr 1 MPa.

1 illustriert schematisch die drei Umkehrprägearten im Vergleich zur herkömmlichen NIL. Bei der herkömmlichen NIL (1(a)) wird die Form bei einer Temperatur deutlich oberhalb Tg gegen einen flachen Polymerfilm gedrückt. Während des Prägens findet ein beträchtlicher Polymerfluss statt, wenn sich das Material in Übereinstimmung mit der Gestalt der Form verformt. Bei Temperaturen beträchtlich oberhalb von Tg kann auch bei der Umkehrprägung ein ähnlicher Polymerfluss stattfinden. Selbst wenn der Polymerfilm nicht planarisiert wird, wie es in 1(b) gezeigt wird, kann das Material auf den vorstehenden Flächen der Form während des Prägens in die umgebenden Hohlräume gedrückt werden. Unter solchen Bedingungen ist das Verhalten des Umkehrprägens sehr ähnlich dem des herkömmlichen NIL. Da der dahinter liegende Mechanismus für das Prägen in dieser Situation das viskose Fliessen des Polymeren ist, bezeichnen wir diese Prägeart als "Einprägen".

Ein deutlicher Vorteil des Umkehrprägens gegenüber dem herkömmlichen Prägen besteht darin, dass Muster auch bei Temperaturen um oder sogar geringfügig niedriger als Tg auf das Substrat übertragen werden können. Innerhalb dieses Temperaturbereiches hängt das Prägeergebnis signifikant vom Grad der Planarisierung nach dem Rotationsbeschichten der Form ab. Für Formen mit einer nicht planarisierten Beschichtung wird nur der Film auf den vorstehenden Flächen der Form auf das Substrat übertragen, wie es in 1(c) illustriert ist. Da dieses Verfahren ähnlich dem Prägeverfahren („stamping process") mit flüssiger Tinte ist, wird diese Prägeart als "inking" bezeichnet. Im Gegensatz zum Einprägemodus („embossing mode"), bei der auf dem Substrat eine negative Nachbildung der Form hergestellt wird, resultiert das „inking" in einem positiven Muster.

Wenn jedoch der beschichtete Polymerfilm nach dem Rotationsbeschichten irgendwie planar ist, kann der vollständige beschichtete Polymerfilm ohne große seitliche Polymerbewegungen während des Prägens um Tg auf das Substrat übertragen werden (1(d)). Wir bezeichnen diese Prägeart als "Übertragung der ganzen Schicht" („whole-layer transfer"). Ähnlich der Einprägeart („embossing mode") resultiert die Übertragung der ganzen Schicht ebenfalls in einer negativen Nachbildung der Form.

Aus der obigen Diskussion wird klar, dass das Ausmaß der Oberflächenplanarisierung des beschichteten Polymerfilms und die Prägetemperatur wichtige Faktoren zur Bestimmung des abschließenden Prägeergebnisses sind. In den unteren Abschnitten wird die quantitative Korrelation zwischen den Prägebedingungen und den Endergebnissen diskutiert.

Oberflächenplanarisierung nach dem Rotationsbeschichten

Bei der herkömmlichen NIL ist es im Allgemeinen üblich, die Form mit einem Antiadhäsionsmittel zu behandeln, um die Freisetzung des Polymeren zu fördern. Es ist auch bevorzugt, die Oberflächenenergie der Formen bei der Umkehrprägung zu modifizieren, um die Übertragung der Polymerschicht auf das Substrat zu fördern. 1H,1H,2H,2H-Perfluordecyltrichlorsilan, eine Entformungsbeschichtung bei der herkömmlichen Prägung (T. Nishino, M. Meguro, K. Nakamae, M. Matsushita und Y. Ueda, Langmuir, 15, 4321 (1999)), wurde in unserer Studie als das Entformungsmittel verwendet. Jedoch musste für das Rotationsbeschichten von PMMA auf eine mit einem Antiadhäsionsmittel behandelte Form eine Technik entwickelt werden. Wegen der niedrigen Oberflächenenergie der behandelten Form wird eine Lösung von PMMA in polaren Lösungsmitteln wie z.B. Chlorbenzol nach dem Rotationsbeschichten keine kontinuierlichen Filme bilden. Im Gegensatz hierzu kann eine Lösung von PMMA in Toluol erfolgreich auf die mit oberflächenaktiven Mitteln behandelten Formen rotationsbeschichtet werden. Das Rotationsbeschichten einer Lösung von PMMA in Toluol auf eine mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelte Oberfläche ergab eine ähnliche Filmqualität und -dicke bei einer unbehandelten Oberfläche.

Aufgrund der räumlichen Struktur einer typischen Form ist es notwendig, das Ausmaß der Planarisierung der spinbeschichteten Polymerschicht zu untersuchen. Für Formen mit einer größeren Merkmalsgröße ist es schwieriger, eine planarisierte Polymerbeschichtung zu erhalten. Unter gewöhnlichen Bedingungen resultiert das Rotationsbeschichten der 190 nm tiefen Form mit Merkmalen im Maßstab von Mikrometern häufig in „conformal" Beschichten der Form. Im Fall von Rasterformen unterhalb von Mikrometern ist der Grad der Planarisierung eine starke Funktion der Konzentration der für das Rotationsbeschichten benutzten Lösung, welche die Dicke des beschichteten Films bestimmt. Eine typische atomkraftmikroskopische ("Atomic Force Microcopy") (AFM) Sektionsanalyse der beschichteten Form ist in 2 gezeigt. Nach dem Rotationsbeschichten hing die Stufenhöhe der beschichteten Form sowohl von der Formtiefe als auch der Filmdicke ab. Wie es in 2 gezeigt ist, haben wir das Ausmaß der Planarisierung durch die durchschnittliche Spitze-zu-Tal-Höhe der beschichteten Form, Rmax, charakterisiert. 3 fasst die Änderung von Rmax als eine Funktion der Lösungskonzentration in Rasterformen mit verschiedenen Tiefen zusammen. Bei einer gegebenen Tiefe eines Merkmals ergibt eine höhere Lösungskonzentration einen dickeren Film und resultiert in einem niedrigeren Rmax oder einem höheren Grad an Planarisierung.

Die unterschiedlichen Ausmaße der Planarisierung in 3 wurden mit dem abschließenden Prägeergebnis in Beziehung gesetzt. Bei einer Prägetemperatur von 105 °C, welche dieselbe ist wie der Tg von PMMA, geschieht der „whole-layer transfer" mode, wenn Rmax unterhalb von 155 nm liegt, wohingegen der „inking mode" bei Rmax oberhalb von 168 nm eintritt. Für Rmax zwischen 155 und 168 nm, kann eine Kombination dieser beiden Arten auftreten. Die Bereiche der unterschiedlichen Prägearten bei 105 °C sind in 3 angegeben.

Unterschiedliche Arten des Umkehrprägens

Wenn die beiden wichtigen Prägeparameter, d.h., sowohl das Ausmaß der Planarisierung wie auch die Prägetemperatur berücksichtigt werden, kann, wie es in 4 gezeigt ist, eine Karte der Prägearten konstruiert werden. Die Symbole repräsentieren experimentelle Daten mit verschiedenen Formen und verschiedenen Filmdicken. Die drei Hauptregionen definieren die für das Auftreten jeder Prägeart notwendigen Bedingungen. In der Übergangsregion kann eine Kombination von zwei oder mehr Arten eintreten. Während die herkömmliche NIL im Allgemeinen nur bei Temperaturen deutlich oberhalb von Tg erfolgreich ist, kann das Umkehrprägen gemäß der vorliegenden Erfindung in einem weiten Temperaturbereich unterhalb und oberhalb von Tg benutzt werden. Wir haben das Auftreten von „Einfärben" („inking") und der Übertragung der gesamten Schicht („whole-layer transfer") bei Temperaturen so niedrig wie 75 °C demonstriert, was 30 °C niedriger als die Tg von PMMA ist.

4 zeigt, dass bei 105°C die Übertragung der gesamten Schicht ("whole-layer transfer") eintritt, wenn Rmax kleiner als ungefähr 155 nm ist. Ein Beispiel für solche geprägten Muster ist in 5 gezeigt. Eine genaue Übertragung des Musters mit sehr wenigen Defekten kann erzielt werden. Ein wichtiges Merkmal des Modus der Übertragung der gesamten Schicht ist die geringe Dicke des Rückstandes (deutlich unterhalb von 100 nm in 5). Wenn Lösungen mit der gleichen Konzentration verwendet werden, ist die Dicke des Rückstandes/Überrestes nach dem Umkehrprägen bei einer Temperatur um Tg vergleichbar mit der herkömmlichen NIL bei einer weit höheren Temperatur. Weiterhin wurde ein verlässliche Übertragung der gesamten Schicht ebenfalls erzielt mit einem Druck so niedrig wie 1 MPa.

Während der Modus der Übertragung der gesamten Schicht eine angemessene Planarisierung der Oberfläche der beschichteten Form erfordert, ist für das erfolgreiche Anfärben („inking") eine größere Stufenhöhe nach der Beschichtung vorteilhaft. Dies liegt daran, dass bei kleiner Stufenhöhe der Film auf den Seitenwänden der Merkmale üblicherweise relativ dick ist. Wenn ein solcher Film eingefärbt („inked") wird, wird das Abreißen des Polymerfilms in der Nähe der Seitenwände zu abgerissenen Kanten der gedruckten Merkmale führen. Die 6 zeigt das Ergebnis des Einfärbens bei 105 °C mit einer Stufenhöhe von 305 nm. Eine solche große Stufenhöhe wird durch Beschichten einer 650 nm tiefen Rasterform mit einer relativ dünnen Beschichtung (6 %ige Lösung) gebildet. Unter solchen Bedingungen ist der Film auf den Seitenwänden der vertieften Merkmale auf der Form extrem dünn und wird während des Druckens/Prägens leicht brechen. Als Ergebnis kann eine verlässliche Übertragung des Musters mit relativ glatten Kanten erhalten werden.

Umkehrprägen von PMMA auf ein flexibles Substrat

In einem Umkehrprägeverfahren gibt es keine Notwendigkeit, eine Polymerschicht auf ein Substrat rotationszubeschichten. Dieses einzigartige Merkmal erlaubt es, Muster auf einigen Substraten zu erzeugen, die nicht leicht rotationsbeschichtet werden können, zum Beispiel flexible Polymersubstrate. Wir haben erfolgreich diese Umkehr-Nanoprägetechnik ("reversal nanoimprinting technique") angewandt, um PMMA-Muster auf einen 50 μm dicken Polyimidfilm (Kapton®) zu übertragen, der weithin als Substrat für flexible [Schalt]Kreise verwendet wird. 7 zeigt PMMA-Muster, die durch Umkehrprägen bei 175 °C nach Rotationsbeschichten („Spincoaten") einer 350 nm tiefen Rasterform mit einer 7 %igen Lösung erzeugt wurden. Die Prägungen auf dem flexiblen Substrat zeigen eine hohe Gleichförmigkeit über die gesamte geprägte Fläche (~ 2.5 cm2) mit wenigen Defekten. Das in 7 gezeigte besondere Ergebnis wurde unter dem „embossing"-Modus geprägt. Die Moden des „Inking" ("Einfärben") und der Übertragung der gesamten Schicht geschehen auch auf dem flexiblen Substrat und die Prägeergebnisse sind ähnlich denen, die auf einem Si-Substrat erhalten wurden.

Umkehrprägen von PMMA auf ein gemustertes Substrat

Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, das Nanoprägen auf unebenen Flächen zu erleichtern, ohne die Notwendigkeit für eine Planarisierung. Früher waren Techniken für die Nanopräge-Lithographie über unebenen Oberflächen im Allgemeinen auf eine Planarisierung der unebenen Oberfläche mit einer dicken Polymerschicht und Mehrschicht-Resist-Näherungen angewiesen. Diese Techniken erfordern zahlreiche Schritte und schließen ein tiefes Ätzen ein, um die dicke Polymerschicht der Planarisierung zu entfernen (was bei der Präge-Lithographie die Auflösung und Genauigkeit herabsetzen kann). Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, das Nanoprägen auf unebenen Oberflächen zu erleichtern, ohne jegliche Planarisierung.

8 zeigt ein Schema für das Prägen über einer strukturierten Oberfläche unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. 8(a) zeigt PMMA, das vor dem Beschichten auf ein gemustertes Substrat auf eine Form rotationsbeschichtet wurde. Die beschichtete Form wird dann unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen auf die gemusterte Struktur aufgebracht (8(b)). Als die Form freigegeben wurde, hatte das Substrat ein Polymermuster, das an dem existierenden gemusterten Substrat angeschlossen ist.

9 zeigt Polymermuster, die auf ein unebenes Substrat übertragen wurden. Das Substrat ist ein SiO2-Raster mit einer Periode von 700 nm und hat eine Tiefe von 1.5 μm. Die Form hat auch ein Rastermuster mit der gleichen Periode und einer Tiefe von 350 nm und ist mit einem oberflächenaktiven Mittel beschichtet. PMMA wurde auf der Form rotationsbeschichtet und wurde mit einem Druck von 5 MPa bei 90 °C gegen das gemusterte Substrat gedrückt. Die gesamte PMMA-Schicht mit dem geformten Rastermuster wurde auf das Substrat übertragen, weil die Adhäsion des PMMA gegenüber dem Substrat aufgrund des großen Unterschieds in der Oberflächenenergie an den Schnittstellen wesentlich stärker ist als die zur Form. Es wird eine gute Übertragung des Musters beobachtet und das restliche PMMA ist sehr dünn wie es in SEM-Mikroaufnahmen („SEM micrographs") gezeigt wird, die unter zwei verschiedenen Winkeln aufgenommen wurden (9). Es ist unkompliziert, mit einem O2 RIE-Verfahren, wie es in der üblichen Nanopräge-Lithographie verwendet wird, jegliche restliche dünne PMMA-Schicht zu entfernen.

Die in 9 gezeigte Methode kann mehrere Male wiederholt wanden, wodurch eine mehrschichtige Struktur resultiert. Jede sequentielle Schicht des Polymeren (welche das geformte Rastermuster enthält) kann unter einem rechten Winkel zur vorhergehenden Schicht aufgebracht werden. Dies bildet eine mehrschichtige gitterartige Struktur.

Während 9 die gemusterte Polymerschicht derart aufgebracht zeigt, dass die Raster sich in rechtem Winkel zu den Rastern auf dem Substrat befinden, ist es ebenfalls möglich, dass die Polymerraster in Gleichrichtung mit den Rastern auf dem Substrat aufgebracht werden. Dies würde es ermöglichen, dass die Tiefe der Raster wie gewünscht variiert (d.h. gesteigert) werden kann.

Wenn die Temperatur für das Prägen der mit PMMA beschichteten Form auf das Rastersubstrat auf 175 °C erhöht wird, verschwindet die restliche Schicht (10). Dies könnte auf das Entnetzungsverhalten des Polymeren auf einer mit einer oberflächenaktiven Mittel beschichten Oberfläche zurückzuführen sein.

Diese Polymerdrucktechnik löste das Problem, das bei der Nanopräge-Lithographie über unebenen Oberflächen auftrat. Diese Technik kan auch zur Erzeugung einer Vielzahl von dreidimensionalen Strukturen verwendet werden.

Zusammenfasssung

Wir haben erfolgreich ein Umkehrprägeverfahren durch Übertragen einer rotationsbeschichteten Polymerschicht von der harten Form auf das Substrat dargelegt. Drei unterschiedlichen Moden für die Übertragung von Mustern, d.h. „embossing", „inking" und die „Übertragung der gesamten Schicht" können dadurch erreicht werden, dass die Prägetemperatur und das Ausmaß der Planarisierung der Oberfläche der rotationsbeschichteten Form kontrolliert werden. Entweder eine positive oder eine negative Nachbildung der Form können nach dem Prägen erhalten werden. Mit einem geeigneten Ausmaß der Planarisierung der Oberfläche kann in den Moden des Einfärbens („inking") und der Übertragung der gesamten Schicht bei derart niedrigen Temperaturen und Drucken wie 30 °C unterhalb Tg und 1 MPa eine erfolgreiche Übertragung des Musters erzielt werden. Dies ist ein deutlicher Vorteil gegenüber der herkömmlichen NIL, die eine Prägetemperatur von deutlich über Tg erfordert. Außerdem ist das Umkehrprägen weniger empfindlich gegenüber Problemen, die im Zusammenhang mit dem Fluss des Polymeren stehen, weil bei diesen beiden Moden der Übertragung nur eine geringe Bewegung des Polymeren erforderlich ist.

Die gegenwärtigen Erfinder haben eine neue Prägetechnik entwickelt, welche die Notwendigkeit des Rotationsbeschichtens von Polymerschichten auf das Substrat vermeidet. Eine Polymerschicht wurde durch Prägen unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen direkt auf eine Form rotationsbeschichtet und auf ein Substrat übertragen. Die Umkehrprägemethode der vorliegenden Erfindung bietet den einzigartigen Vorteil gegenüber der herkömmlichen NIL, dass das Prägen auf Substraten ermöglicht wird, die nicht leicht mit einem Polymerfilm rotationsbeschichtet werden können, wie z. B. flexiblen Polymersubstraten.

Frühere Bemühungen, die NIL auf unebene Substrate anzuwenden, stützen sich oft auf die Planarisierung der unebenen Oberflächen mit einer dicken Polymerschicht. Diese Techniken bedingen zahlreiche Verfahrensschritte. Darüber hinaus verschlechtert der Schritt des tiefen Ätzens zur Entfernung der dicken Planarisierungsschicht die Auflösung und Genauigkeit. Die gegenwärtige Erfindung bietet eine einfache Technik, über einer unebenen Oberfläche ein Muster zu erzeugen, ohne dass ein Verfahren der Planarisierung notwendig ist. Unter geeigneten Verfahrensbedingungen können in geeigneter Weise dreidimensionale Strukturen hergestellt werden.

Es wird von den Fachleuten auf diesem Gebiet erkannt, dass zahlreiche Variationen und/oder Modifikationen an der Erfindung, wie sie in den speziellen Ausführungsformen gezeigt ist, vorgenommen werden können, ohne sich vom Geist oder Umfang der Erfindung zu entfernen, wie sie breit beschrieben ist. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.

ZusammenfassungUmkehrprägetechnik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zur Prägung einer Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich auf einem Substrat, wobei die Methode umfasst (a) Bereitstellen einer Form, die ein gewünschtes Muster oder Relief für eine Mikrostruktur enthält; (b) Anwenden einer Polymerbeschichtung auf die Form; und (c) Übertragen der Polymerbeschichtung unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen von der Form auf ein Substrat, um ein geprägtes Substrat zu bilden, das hierauf eine gewünschte Struktur im Mikro- bzw. Nanobereich enthält.