033_093-125AP-TW

公告號

I249777

專利名稱

凝膠壓印製程(全文下載)
GEL IMPRINTING PROCESS

公告/公開日

2006/02/21

證書號

I249777

申請日

2005/02/23

申請號

094105459

國際分類

H01L-021/027

公報卷期

33-06

發明人

鍾宜璋 CHUNG, YICHANG
邱逸閎 CHIU, YIHONG
洪昭南 HONG, CHAU NAN
洪敏雄 HUNG, MINHSIUNG

申請人

國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 臺南市東區大學路1號

代理人名

蔡坤財

摘要

一種凝膠壓印製程，至少包括下列步驟。首先，提供一模板，其中此模板之一表面具有至少一平面區以及至少一凹陷區，且平面區與凹陷區構成一壓印圖案。再對模板之上述表面進行一改質步驟，藉以使模板之最上層表面具有親水性質。並提供一基材。接下來，形成一凝膠溶液層覆蓋在基材之一表面上。接著，進行一壓印步驟，使模板之上述表面與凝膠溶液層緊密貼合，藉以將模板之壓印圖案轉移至凝膠溶液層中。

專利範圍

1.一種凝膠壓印製程,至少包括:
提供一模板,其中該模板之一表面具有至少一平面區以及至少一凹陷區,且該平面區與該凹陷區構成一壓印圖案;
對該模板之該表面進行一改質步驟,藉以使該模板之該表面具有親水性質;
提供一基材;
形成一凝膠溶液層覆蓋在該基材之一表面上;以及
進行一壓印步驟,使該模板之該表面與該凝膠溶液層緊密貼合,藉以將該模板之該壓印圖案轉移至該凝膠溶液層中。
2.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該模板為一矽晶片。
3.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該改質步驟至少包括:
對該模板進行一清潔步驟;
形成一脫膜層覆蓋在該模板之該表面上;以及
形成一界面活性層覆蓋在該脫膜層上。
4.如申請專利範圍第3項所述之凝膠壓印製程,其中該清潔步驟至少包括使用一具氧化力之酸性Piranha溶液。
5.如申請專利範圍第3項所述之凝膠壓印製程,其中形成該脫膜層之步驟至少包括將該模板浸入一有機溶液中,且該有機溶液至少包括複數個長碳鏈高分子。
6.如申請專利範圍第5項所述之凝膠壓印製程,其中該些長碳鏈高分子之長碳鏈的碳分子數量介於8與22之間。
7.如申請專利範圍第5項所述之凝膠壓印製程,其中該有機溶液至少包括一有機溶質以及一有機溶劑,該有機溶質至少包括複數個長碳鏈有機矽烷分子,且該有機溶劑至少包括一烷類溶劑。
8.如申請專利範圍第7項所述之凝膠壓印製程,其中該些長碳鏈有機矽烷分子係具十八個長碳鏈之複數個有機矽烷分子,且該烷類溶劑係一十六烷溶劑。
9.如申請專利範圍第8項所述之凝膠壓印製程,其中該脫膜層係利用一自我組裝方式所形成之一分子單層。
10.如申請專利範圍第9項所述之凝膠壓印製程,其中形成該脫膜層之步驟更至少包括在從該有機溶液中取出該模板後,以氯仿將該十六烷溶劑從該分子單層中溶出。
11.如申請專利範圍第8項所述之凝膠壓印製程,其中該有機溶質至少包括十八烷基三氯矽烷。
12.如申請專利範圍第5項所述之凝膠壓印製程,其中形成該界面活性層之步驟至少包括將該模板浸入內含一界面活性劑之離子或中性之一稀薄溶液中。
13.如申請專利範圍第12項所述之凝膠壓印製程,其中該界面活性劑至少包括複數個高分子,且每一該些高分子至少包括具長碳鏈之一疏水官能基以及一親水官能基。
14.如申請專利範圍第13項所述之凝膠壓印製程,其中每一該些高分子之該疏水官能基的部分填入該些長碳鏈高分子之間,藉以使每一該些高分子之該親水官能基朝外。
15.如申請專利範圍第14項所述之凝膠壓印製程,其中每一該些高分子之該疏水官能基的部分以凡得瓦爾作用力吸附鄰近之該些長碳鏈高分子。
16.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該基材係一可撓曲基材。
17.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該基材係一半導體基材。
18.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一生物可分解材料所組成。
19.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一溫度敏感性高分子材料所組成。
20.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層內含一可照光反應之架橋劑。
21.如申請專利範圍第20項所述之凝膠壓印製程,其中該可照光反應之架橋劑之至少包括重鉻酸鉀。
22.如申請專利範圍第21項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一明膠所組成。
23.如申請專利範圍第20項所述之凝膠壓印製程,其中該基材與該模板中至少一者為可透光。
24.如申請專利範圍第23項所述之凝膠壓印製程,其中進行該壓印步驟至少包括:
對該凝膠溶液層進行一加熱步驟,藉以使該凝膠溶液層具有一第一溫度,而使該凝膠溶液層成液狀;
將該模板之該表面與該基材上之該凝膠溶液層緊密壓合,藉以使該模板之該壓印圖案轉移至該凝膠溶液層中;
進行一降溫步驟,藉以使該凝膠溶液層具有一第二溫度,而使該凝膠溶液層成膠狀;以及
進行一照光步驟,藉以透過該凝膠溶液層內之該可照光反應之架橋劑,使該凝膠溶液層形成網狀之一架橋結構。
25.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之該第一溫度介於50℃與70℃之間。
26.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之該第一溫度大於60℃。
27.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之該第二溫度為室溫。
28.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該照光步驟係利用一紫外光。
29.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該紫外光之強度介於10mW/cm2與20mW/cm2之間。
30.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該紫外光之強度實質為1000瓦。
31.如申請專利範圍第24項所述之凝膠壓印製程,其中該壓印步驟更至少包括於該照光步驟後,進行一脫膜步驟,以將該模板從該凝膠溶液層移開。
32.如申請專利範圍第31項所述之凝膠壓印製程,更至少包括於該脫膜步驟後,進行一後烘烤步驟,藉以烘乾該凝膠溶液層。
33.如申請專利範圍第32項所述之凝膠壓印製程,該後烘烤步驟之溫度介於30℃與80℃之間,且該後烘烤步驟持續進行5分鐘至60分鐘之間。
34.如申請專利範圍第31項所述之凝膠壓印製程,該後烘烤步驟之溫度實質為70℃,且該後烘烤步驟持續進行30分鐘。
35.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之溶劑含量實質為70%。
36.如申請專利範圍第1項所述之凝膠壓印製程,其中於該壓印步驟後,更至少包括移除該凝膠溶液層之一殘餘部分,藉以暴露出部分之該基材。
37.如申請專利範圍第36項所述之凝膠壓印製程,其中移除該凝膠溶液層之該殘餘部分的步驟係利用一反應性離子蝕刻(RIE)法。
38.如申請專利範圍第36項所述之凝膠壓印製程,其中移除該凝膠溶液層之該殘餘部分的步.驟係利用一濕式蝕刻法,且該濕式蝕刻法使用一蛋白質分解酵素溶液。
39.如申請專利範圍第36項所述之凝膠壓印製程,其中於移除該凝膠溶液層之該殘餘部分的步驟後,更至少包括:
利用剩餘之該凝膠溶液層作為罩幕,移除暴露出之該基材的一部分;以及
移除剩餘之該凝膠溶液層。
40.一種凝膠壓印製程,至少包括:
提供一模板,其中該模板之一表面具有至少一平面區以及至少一凹陷區,且該平面區與該凹陷區構成一壓印圖案;
對該模板之該表面進行一改質步驟,藉以使該模板之該表面具有親水性質;
形成一凝膠溶液層覆蓋在該模板之該表面上,藉以將該模板之該表面上之該壓印圖案轉移至該凝膠溶液層之一第一表面;
提供一基材;以及
進行一壓印步驟,使該基材之一表面與相對於該凝膠溶液層之該第一表面的一第二表面緊密貼合,藉以將該凝膠溶液層轉印至該基材之該表面上。
41.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該模板為一矽晶片。
42.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該改質步驟至少包括:
對該模板進行一清潔步驟;
形成一脫膜層覆蓋在該模板之該表面上;以及
形成一界面活性層覆蓋在該脫膜層上。
43.如申請專利範圍第42項所述之凝膠壓印製程,其中該清潔步驟至少包括使用一具氧化力之酸性Piranha溶液。
44.如申請專利範圍第42項所述之凝膠壓印製程,其中形成該脫膜層之步驟至少包括將該模板浸入一有機溶液中,且該有機溶液至少包括複數個長碳鏈高分子。
45.如申請專利範圍第44項所述之凝膠壓印製程,其中該些長碳鏈高分子之長碳鏈的碳分子數量介於8與22之間。
46.如申請專利範圍第44項所述之凝膠壓印製程,其中該有機溶液至少包括一有機溶質以及一有機溶劑,該有機溶質至少包括複數個長碳鏈有機矽烷分子,且該有機溶劑至少包括一烷類溶劑。
47.如申請專利範圍第46項所述之凝膠壓印製程,其中該些長碳鏈有機矽烷分子係具十八個長碳鏈之複數個有機矽烷分子,且該烷類溶劑係一十六烷溶劑。
48.如申請專利範圍第47項所述之凝膠壓印製程,其中該脫膜層係利用一自我組裝方式所形成之一分子單層。
49.如申請專利範圍第48項所述之凝膠壓印製程,其中形成該脫膜層之步驟更至少包括在從該有機溶液中取出該模板後,以氯仿將該十六烷溶劑從該分子單層中溶出。
50.如申請專利範圍第47項所述之凝膠壓印製程,其中該有機溶質至少包括十八烷基三氯矽烷。
51.如申請專利範圍第44項所述之凝膠壓印製程,其中形成該界面活性層之步驟至少包括將該模板浸入內含一界面活性劑之離子或中性之一稀薄溶液中。
52.如申請專利範圍第51項所述之凝膠壓印製程,其中該界面活性劑至少包括複數個高分子,且每一該些高分子至少包括具長碳鏈之一疏水官能基以及一親水官能基。
53.如申請專利範圍第52項所述之凝膠壓印製程,其中每一該些高分子之該疏水官能基的部分填入該些長碳鏈高分子之間,並以凡得瓦爾作用力吸附鄰近之該些長碳鏈高分子,藉以使每一該些高分子之該親水官能基朝外。
54.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該基材係選自於可撓曲基材以及半導體基材所組成之一族群。
55.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一生物可分解材料所組成。
56.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一溫度敏感性高分子材料所組成。
57.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層係由一明膠所組成,且內含一可照光反應之架橋劑。
58.如申請專利範圍第57項所述之凝膠壓印製程,其中該可照光反應之架橋劑之至少包括重鉻酸鉀。
59.如申請專利範圍第57項所述之凝膠壓印製程,其中該基材與該模板中至少一者為可透光。
60.如申請專利範圍第59項所述之凝膠壓印製程,其中進行該壓印步驟至少包括:
對該凝膠溶液層進行一加熱步驟,藉以使該凝膠溶液層具有一第一溫度,而使該凝膠溶液層成液狀;
將該基材之該表面與該凝膠溶液層之該第二表面緊密壓合,藉以使該凝膠溶液層之該第二表面附著至該基材之該表面上;
進行一降溫步驟,藉以使該凝膠溶液層具有一第二溫度,而使該凝膠溶液層成膠狀;
進行一照光步驟,藉以透過該凝膠溶液層內之該可照光反應之架橋劑,使該凝膠溶液層形成網狀之一架橋結構;以及
進行一脫膜步驟,以將該模板從該凝膠溶液層之該第一表面移開。
61.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之該第一溫度介於50℃與70℃之間。
62.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之該第二溫度為室溫。
63.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,其中該照光步驟係利用一紫外光。
64.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,其中該紫外光之強度介於10mW/cm2與20mW/cm2之間。
65.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,更至少包括於該脫膜步驟後,進行一後烘烤步驟,藉以烘乾該凝膠溶液層。
66.如申請專利範圍第60項所述之凝膠壓印製程,該後烘烤步驟之溫度介於30℃與80℃之間,且該後烘烤步驟持續進行5分鐘至60分鐘之間。
67.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中該凝膠溶液層之溶劑含量實質為70%。
68.如申請專利範圍第40項所述之凝膠壓印製程,其中於該壓印步驟後,更至少包括移除該凝膠溶液層之一殘餘部分,藉以暴露出部分之該基材。
69.如申請專利範圍第68項所述之凝膠壓印製程,其中移除該凝膠溶液層之該殘餘部分的步驟係利用一反應性離子蝕刻法。
70.如申請專利範圍第68項所述之凝膠壓印製程,其中移除部分之該凝膠溶液層的步驟係利用一濕式蝕刻法,且該濕式蝕刻法使用一蛋白質分解酵素溶液。
71.如申請專利範圍第68項所述之凝膠壓印製程,其中於移除該凝膠溶液層之該殘餘部分的步驟後,更至少包括:
利用剩餘之該凝膠溶液層作為罩幕,移除暴露出之該基材的一部分;以及
移除剩餘之該凝膠溶液層。
圖式簡單說明:
第1圖至第8圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種凝膠壓印製程的製程剖面圖。
第9圖至第17圖係繪示依照本發明另一較佳實施例的一種凝膠壓印製程的製程剖面圖。

雜項資料

專利權異動

專利申
請案號

授權
註記

質權
註記

讓與
註記

繼承
註記

信託
註記

異議
註記

舉發
註記

消滅
日期

撤銷
日期

專利權
始日

專利權
止日

年費有
效日期

年費有
效年次

094105459

無

20060221

20250222

20090220

003

申請案件狀態

專利申請案號	狀態異動日期	案件申請日期	實體審查申請日	相關申請案號	公開號	公告號	證書號	證書型別	狀態異動資料
094105459	20060901	20050223	20050223		200631071	I249777	I249777	發明	初審核准