專利名稱：用于在表面上形成微米級(jí)的特征的具有可移動(dòng)的背襯的蠟紙以及制備和使用該蠟紙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用具有可移動(dòng)的背襯(backing)的彈性體蠟紙 (elastomericstencil)、使用接觸印刷方法使基板形成圖案的方法。
背景技術(shù)：
使基板形成圖案的方法為公知的，且包括光刻技術(shù)以及更近來(lái)開(kāi)發(fā)的軟接觸印刷 技術(shù)，例如“微接觸印刷”(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利No. 5，512，131)。傳統(tǒng)的光刻法，雖然可形成的表面特征的結(jié)構(gòu)和組成是通用的，但是也昂貴且需 要專門的設(shè)備。此外，光刻技術(shù)難以在非常大的基板、非平面基板和/或非剛性基板(例如， 紡織品、紙、塑料等)上形成圖案。蠟紙油印(stenciling)為常用于使具有大的表面積的基板形成圖案的常用技 術(shù)。蠟紙的制造便宜，并且多種糊劑和油墨組合物能形成許多不同種類的表面特征。但是， 通過(guò)蠟紙油印形成的表面特征的橫向尺寸(lateraldimensions)通常受難以制備和使用 具有高高寬比的開(kāi)孔的蠟紙的限制。制造較薄的蠟紙可導(dǎo)致蠟紙難以在基板上處理、施用 和定位。需要使用標(biāo)準(zhǔn)糊劑和油墨組合物可達(dá)到低于50 μ m的橫向尺寸的蠟紙和使用所 述蠟紙的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及采用具有可移動(dòng)的背襯的蠟紙，使用蠟紙油印技術(shù)使基板形成圖案的 方法。由該方法形成的表面特征具有至少一個(gè)小于50 μ m的橫向尺寸，并允許所有類型的 基板以成本高效、有效且可重復(fù)的方式形成圖案。本發(fā)明涉及一種在基板上形成表面特征的方法，所述方法包括(a)提供彈性體蠟紙，所述彈性體蠟紙具有具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面和后 表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔的至少一個(gè)橫 向尺寸為約50 μ m或更小，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的 10倍；以及粘附于所述彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；(b)使所述彈性體蠟紙的前表面與基板保形地接觸；(c)將所述背襯層從所述彈性體蠟紙中移除；(d)將反應(yīng)性組合物施用于所述彈性體蠟紙中的開(kāi)孔；(e)使所述反應(yīng)性組合物與所述基板反應(yīng)，以在所述基板上產(chǎn)生表面特征，其中， 所述彈性體蠟紙中的開(kāi)孔的橫向尺寸界定通過(guò)所述反應(yīng)而產(chǎn)生的表面特征的橫向尺寸；以 及
(f)將所述彈性體蠟紙的前表面與形成了圖案的基板分離。在一些實(shí)施方式中，所述移除進(jìn)一步包括將所述背襯層暴露于溶劑。在一些實(shí)施方式中，所述保形地接觸通過(guò)至少以下措施之一促進(jìn)向所述彈性體 蠟紙的后表面施加壓力，對(duì)所述彈性體蠟紙與所述基板之間的界面抽真空，潤(rùn)濕所述彈性 體蠟紙和所述基板中的一個(gè)或兩個(gè)的表面，對(duì)所述彈性體蠟紙和所述基板中的一個(gè)或兩個(gè) 施用粘合劑，以及上述措施的組合。本發(fā)明還涉及通過(guò)任一種上述方法制備的產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種形成彈性體蠟紙的方法，所述方法包括(a)提供其上具有突起的印版(master)，所述突起的至少一個(gè)橫向尺寸為約 50 μ m或更小；(b)在所述印版上提供彈性體材料，其中，所述彈性體材料包括前表面和后表面， 所述前表面與所述印版接觸，并且，其中所述彈性體材料的厚度小于至少一個(gè)突起的高 度；(c)在所述彈性體材料上布置背襯層，以基本上覆蓋所述彈性體材料和所述至少 一個(gè)突起，其中，所述背襯層和所述彈性體材料為可逆粘合的；以及(d)將所述彈性體材料和背襯層與所述印版分離，從而提供所述彈性體蠟紙，其 中，所述彈性體材料具有前表面和后表面，所述前表面和后表面包括至少一個(gè)穿過(guò)該前表 面和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中所述開(kāi)孔具有由 所述突起界定的橫向尺寸，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的 10倍。在一些實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括在所述布置之后，將所述背襯層固化。 在一些實(shí)施方式中，所述固化至少包括以下措施之一暴露于熱能、暴露于UV光、暴露于電 流、暴露于IR光、暴露于等離子體、暴露于氧化試劑、以及上述措施的組合。在一些實(shí)施方式中，所述方法進(jìn)一步包括在所述布置之后，將剛性或半剛性的載 體層粘附于所述背襯層的外表面。本發(fā)明還涉及一種用于使基板形成圖案的成套用具，所述成套用具包括(a)彈性體蠟紙，所述彈性體蠟紙包括具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括至少一個(gè)穿過(guò)該前 表面和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中所述開(kāi)孔的至 少一個(gè)橫向尺寸為約50 μ m或更小，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫 向尺寸的10倍，粘附于所述彈性體材料的前表面的可剝離的保護(hù)層，以及粘附于所述彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；以及(b)指導(dǎo)使用所述彈性體蠟紙使基板形成圖案的使用說(shuō)明。在一些實(shí)施方式中，所述成套用具進(jìn)一步包括填充至少一個(gè)所述開(kāi)孔的反應(yīng)性組 合物。在一些實(shí)施方式中，所述彈性體材料基本上為均相的。在一些實(shí)施方式中，所述彈 性體材料的前表面的表面積為約500mm2或更大。在一些實(shí)施方式中，所述蠟紙進(jìn)一步包括粘附于所述可移動(dòng)的背襯層的外表面的剛性或半剛性的載體層。在一些實(shí)施方式中，所述蠟紙進(jìn)一步包括圍繞所述彈性體材料的 外邊緣的非滲透性密封件。以下參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式、特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明的各種 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和操作。


將各附圖引入本申請(qǐng)中并形成說(shuō)明書(shū)的一部分，說(shuō)明本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方 式，并且與說(shuō)明書(shū)一起用于進(jìn)一步解釋本發(fā)明的原理，以使相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖?使用本發(fā)明。圖1提供了適用于本發(fā)明的印版的三維示意圖。圖2A、圖2B和圖2C以及圖2D、圖2E和圖2F提供了用于制造蠟紙和將蠟紙施用 于基板的本發(fā)明方法的三維示意圖。圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E、圖3F和圖3G提供了適用于制備具有可移動(dòng)的背 襯的蠟紙以及將蠟紙施用于基板以在其上形成圖案的本發(fā)明方法的示意性截面圖。圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E、圖4F和圖4G提供了其上具有可通過(guò)本發(fā)明的方 法制備的表面特征的基板的示意性截面圖。圖5提供了包括通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征的彎曲的基板的示意性截面 圖。圖6和圖7提供了使用本發(fā)明的方法形成圖案的鍍金基板的照相圖像。圖8和圖9提供了使用本發(fā)明的方法形成圖案的鍍金基板的透射模式的光學(xué)顯微 圖像?，F(xiàn)參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方式。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記可 表示相同的或功能上類似的元件。此外，附圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字可標(biāo)識(shí)該附圖標(biāo)記第一 次出現(xiàn)的附圖。
具體實(shí)施例方式本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了結(jié)合本發(fā)明的特征的一種或多種實(shí)施方式。所公開(kāi)的實(shí)施方式僅 用于舉例說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不局限于所公開(kāi)的實(shí)施方式。本發(fā)明由所附權(quán)利要求 所限定。所述實(shí)施方式以及在說(shuō)明書(shū)中涉及“一個(gè)實(shí)施方式”、“一種實(shí)施方式”、“一種示例 性實(shí)施方式”等等是指所述實(shí)施方式可包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是每一個(gè)實(shí)施方式 可不必要包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外，這些用語(yǔ)不必是指相同的實(shí)施方式。此外， 當(dāng)結(jié)合某一實(shí)施方式描述特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，應(yīng)理解的是，結(jié)合無(wú)論是否已明確描 述的其它實(shí)施方式，實(shí)現(xiàn)這些特征、結(jié)構(gòu)或特性在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。蠟紙?jiān)谝恍?shí)施方式中，本發(fā)明涉及彈性體蠟紙，所述彈性體蠟紙包括(a)具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面 和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔的最小橫 向尺寸為約50 μ m或更小，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的
610倍；以及(b)可移動(dòng)的背襯層。本文使用的“蠟紙”是指具有至少一個(gè)開(kāi)孔的模塑的三維物體，該開(kāi)孔穿透該物體 的兩個(gè)相對(duì)的表面，以在物體的表面中形成開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定在物體的表面中的圖案。所 述開(kāi)孔能將固體、液體或氣態(tài)反應(yīng)性物質(zhì)(例如，但不限于油墨或糊劑)施用于蠟紙的后表 面，并按照彈性體材料中的開(kāi)孔的圖案與圖案中的基板接觸。用于本發(fā)明的蠟紙不特別限 定其幾何形狀，且可為平的、彎曲的、光滑的、粗糙的、波浪形的以及它們的組合。在一些實(shí) 施方式中，蠟紙可具有適用于與基板保形地接觸的三維形狀。用于本發(fā)明的蠟紙可由彈性體材料制備，所述彈性體材料例如，但不限于聚二甲 基硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚氯丁二烯、特氟隆(teflon)、聚碳酸酯 樹(shù)脂、交聯(lián)的環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酰氧基全氟聚醚(acryloxy perfluoropolyethers)、烷基丙烯 酰氧基全氟聚醚(alkylacryloxyperfluoropolyethers)等以及它們的組合，以及聚合物 領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它彈性體材料。適用于本發(fā)明的制備彈性體蠟紙的其它材 料和方法公開(kāi)于美國(guó)專利 No. 5，512，131、No. 5，900, 160、No. 6，180, 239、No. 6，776，094 和 No. 7，342，494，將這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容引入本申請(qǐng)中以作參考。在一些實(shí)施方式中，所述彈 性體材料的組成基本上為均相的。在一些實(shí)施方式中，所述彈性體材料的組成具有梯度或 多層結(jié)構(gòu)(multi-laminate structure)。本發(fā)明的蠟紙包括至少一個(gè)橫向尺寸至少為約50μπι或更小的開(kāi)孔。在一些實(shí) 施方式中，本發(fā)明的蠟紙包括至少一個(gè)開(kāi)孔，該開(kāi)孔的橫向尺寸至少為約40 μ m或更小、約 30 μ m或更小、約20 μ m或更小、約10 μ m或更小、約5 μ m或更小、約Ιμπι或更小、或者約 0.5 μ m或更小。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的蠟紙包括至少一個(gè)開(kāi)孔，該開(kāi)孔的橫向尺寸為 約 0. 1 μ m 至約 50 μ m、約 0. 1 μ m 至約 40 μ m、約 0. 1 μ m 至約 30 μ m、約 0· 1 μ m 至約 20 μ m、 約 0· 1 μ m 至約 10 μ m、約 0· 1 μ m 至約 1 μ m、約 0· 5 μ m 至約 50 μ m、約 0· 5 μ m 至約 40 μ m、 ^ 0. 5 μ m 至約 30 μ m、@ 0. 5 μ m 至約 20 μ m、@ 0. 5 μ m 至約 10 μ m、@ 0. 5 μ m 至約 1 μ m、 約1 μ m至約50 μ m、約1 μ m至約40 μ m、約1 μ m至約30 μ m、約1 μ m至約20 μ m、或約1 μ m 至約ΙΟμ 、約5μπι至約50μπι、約5 μ m至約25μπι、約10 μ m至約50 μ m、或約10 μ m至約 25 μ m0本發(fā)明的蠟紙的厚度可為約IOOnm至約500 μ m。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的蠟 紙的厚度為約IOOnm至約400 μ m、約150nm至約300 μ m、約200nm至約250 μ m、約250nm 至約 200 μ m、約 300nm 至約 150 μ m、約 400nm 至約 100 μ m、約 500nm 至約 80 μ m、約 600nm 至約60 μ m、約700nm至約50 μ m、約800nm至約40 μ m、約900nm至約35 μ m、約1 μ m至約 30μπ >^1. 5μπ Μ^30μπ >^2μπ Μ^30μπ >^2. 5 μ m至約。30 μ m3 μ m至約30 μ m、 約5 μ m至約30 μ m、約10 μ m至約30 μ m、約15 μ m至約50 μ m、約20 μ m至約50 μ m、或約 25 μ m 50 μ m。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的蠟紙的厚度不大于至少一個(gè)所述開(kāi)孔的最小橫向尺 寸的約10倍。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的蠟紙的厚度不大于至少一個(gè)所述開(kāi)孔的最小橫 向尺寸的約8倍、約5倍、約4倍、約3倍、約2倍、約1.5倍、約相同、約0.9倍、約0.8倍、 約0. 7倍、約0. 5倍、約0. 3倍、約0. 2倍、約0. 1倍、約0. 05倍、或約0. 01倍。在一些實(shí)施方式中，所述蠟紙的前表面(即，彈性體材料的前表面)的表面積為約500mm2或更大。在一些實(shí)施方式中，所述蠟紙的前表面的表面積為約1，OOOmm2或更大、 約5，OOOmm2或更大、約10，OOOmm2或更大、約20，OOOmm2或更大、約50，OOOmm2或更大、約 75，OOOmm2或更大、約100，OOOmm2或更大或者約150，OOOmm2或更大。所述蠟紙進(jìn)一步包括附著于所述彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層。所述可 移動(dòng)的背襯層能使所述蠟紙容易處理、定位和施用于基板。在一些實(shí)施方式中，所述可移動(dòng) 的背襯層包括沿著所述彈性體材料的側(cè)面延伸的額外的材料(即，所述可移動(dòng)的背襯層的 表面積大于所述彈性體材料的后表面的表面積)。這樣可允許所述蠟紙?zhí)崞稹⒍ㄎ缓褪┯糜?基板，而不觸動(dòng)或接觸所述彈性體材料的前表面。所述可移動(dòng)的背襯層包括一種材料，使得在所述蠟紙與基板接觸之后，該可移動(dòng) 的背襯層能夠容易地從所述彈性體材料中移除。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)將所述背襯層從 所述蠟紙的后表面剝離而將所述背襯層從所述彈性體蠟紙中移除。在一些實(shí)施方式中，通 過(guò)化學(xué)方式將所述背襯層從所述彈性體蠟紙中移除，例如，但不限于，適用于溶解背襯層的 溶劑、能破壞所述蠟紙與所述背襯層之間的共價(jià)鍵的氣態(tài)試劑等，以及它們的組合。在一些 實(shí)施方式中，通過(guò)電磁方式將所述背襯層從所述彈性體蠟紙中移除，例如，但不限于，對(duì)所 述背襯層施加的磁力(即，用于順磁性背襯層)、能破壞所述背襯層與所述彈性體蠟紙之間 的粘合相互作用的電磁脈沖(例如，UV輻射、等離子體等)、靜電電荷的散逸或破壞以及它 們的組合。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)將所述背襯層溶解于溶劑(例如，水、乙醇、丙酮等)中而 將所述背襯層移除，所述彈性體材料在該溶劑中基本上為不溶性的(例如，所述彈性體材 料在溶劑中的溶解度為約20重量％或更小、約15重量％或更小、約10重量％或更小、約5 重量％或更小、約2重量％或更小或者約1重量％或更小)。除了不能溶解所述彈性體材料 以外，優(yōu)選的溶劑在所述彈性體材料中還不誘導(dǎo)顯著溶脹，所述彈性體材料的顯著溶脹可 導(dǎo)致例如特征尺寸的損失、反應(yīng)性組合物滲透至所述彈性體蠟紙中、在形成圖案過(guò)程中不 能適當(dāng)?shù)卣掣接诨寤蛘咴谛纬蓤D案后不能容易地從基板上移除，以及它們的組合。特征 尺寸的損失和/或蠟紙圖案的失真對(duì)于包括彼此物理上不相連的部分的“漂浮”蠟紙(例 如字母“i”或“j”形狀的蠟紙)是特別有問(wèn)題的。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及其上具 有可移動(dòng)的背襯層的漂浮蠟紙，其中所述可移動(dòng)的背襯層能夠移除，而不會(huì)使所述漂浮蠟 紙上的特征尺寸或圖案失真。在一些實(shí)施方式中，使用溶劑將所述背襯層從所述彈性體蠟紙上移除，該溶劑誘 導(dǎo)蠟紙的最小橫向尺寸增加約15%或更少、約10%或更少、約5%或更少、約2%或更少或 者約或更少。在一些實(shí)施方式中，使用溶劑將所述背襯層從所述彈性體蠟紙上移除，該 溶劑誘導(dǎo)所述彈性體蠟紙的體積增加約15%或更少、約10%或更少、約5%或更少、約2% 或更少或者約1 %或更少。在一些實(shí)施方式中，使用化學(xué)物質(zhì)的組合將所述背襯層從所述彈 性體蠟紙上移除。在一些實(shí)施方式中，所述可移動(dòng)的背襯層包括粘合劑，例如，但不限于，水溶性粘 合劑(例如，基于聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、羥丙基纖維 素、聚酰胺、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物等的粘合劑)、壓敏粘合劑以及它們的 組合。在一些實(shí)施方式中，所述可移動(dòng)的背襯層包括可經(jīng)歷平面外失真(例如滾動(dòng)、彎曲 (bending)、扭曲(curving)、折疊等)但耐平面內(nèi)失真(例如所述背襯層的長(zhǎng)、寬、高或深度的彈性和/或塑性變形)的材料。通常，所述可移動(dòng)的背襯層不降低所述彈性體蠟紙的撓性，從而允許所述蠟紙剝 離、折疊、拉伸等，而不會(huì)所述破壞彈性體蠟紙。在一些實(shí)施方式中，所述可移動(dòng)的背襯層可 以為撓性的但不可伸長(zhǎng)的，從而允許所述蠟紙滾動(dòng)、彎曲、扭曲、折疊等，而不會(huì)使所述蠟紙 的表面中的圖案失真。在一些實(shí)施方式中，所述背襯層為光學(xué)透明的或光學(xué)半透明的，從而允許所述蠟 紙?jiān)诨迳瞎鈱W(xué)定位。例如，在一些實(shí)施方式中，所述可移動(dòng)的背襯層至少25%、至少約 50%、至少約60%、至少約70%、至少約80%、至少約85%、至少約90%、至少約95%或至 少約99%對(duì)電磁光譜的IR區(qū)、可見(jiàn)光區(qū)或UV區(qū)的一種或多種波長(zhǎng)光學(xué)透過(guò)。在一些實(shí)施方式中，所述可將背襯層能夠回收利用和/或再生，使得在形成圖案 之后可將所述背襯層再次施用于蠟紙。例如，在一些實(shí)施方式中，使用額外的粘合劑、壓敏 粘合劑等可將使用粘合劑粘附于所述蠟紙的背襯層再次施用于所述蠟紙。在一些實(shí)施方式 中，使用相同的磁力或通過(guò)靜電荷誘導(dǎo)可使通過(guò)磁力或靜電荷粘附于所述蠟紙的背襯層再 次施用。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)化學(xué)鍵粘附于所述蠟紙的背襯層可使用適用于與所述蠟 紙的表面相互作用的反應(yīng)性化學(xué)基團(tuán)等再次官能化。在一些實(shí)施方式中，可將通過(guò)溶解于 溶劑中而從所述蠟紙上移除的背襯層至少部分蒸發(fā)、再次施用于蠟紙和干燥。在一些實(shí)施方式中，所述彈性體蠟紙進(jìn)一步包括剛性或半剛性的載體層。所述剛 性或半剛性的載體層能夠與所述可移動(dòng)的背襯層的外側(cè)連接或者并入所述可移動(dòng)的背襯 層中。本文使用的剛性或半剛性的載體是指可施用于所述可移動(dòng)的背襯層的后表面或嵌入 所述可移動(dòng)的背襯層中的元件，以賦予所述蠟紙結(jié)構(gòu)支撐。在一些實(shí)施方式中，所述剛性或 半剛性的載體具有比所述彈性體材料和所述可移動(dòng)的背襯層更高的模量。在一些實(shí)施方式 中，所述剛性或半剛性的載體的厚度大于所述彈性體材料和所述可移動(dòng)的背襯層中的任一 種。適于用作本發(fā)明的剛性或半剛性的載體的材料包括，但不限于，金屬、陶瓷、纖維質(zhì)材料 (例如，布料、木材、網(wǎng)狀物等)、聚合物材料(例如，聚氯乙烯、聚酯薄膜(mylar)、聚碳酸酯、 聚氨酯等)以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，所述彈性體蠟紙進(jìn)一步包括粘附于所述彈性體的前面的可移 動(dòng)的保護(hù)性片材(protective sheet)。例如，可移動(dòng)的保護(hù)性片材可以包括使用壓敏粘合 劑或水溶性粘合劑粘附于所述彈性體蠟紙的前面的薄塑料片材。所述保護(hù)性片材可以防止 所述蠟紙?jiān)趦?chǔ)存過(guò)程中被破壞，并且還可以防止所述彈性體材料的前表面劣化(例如，氧 化)或者防止包含在所述彈性體材料的開(kāi)孔內(nèi)的反應(yīng)性物質(zhì)劣化。通常，在所述蠟紙與基 板保形地接觸之前將所述保護(hù)性片材移除。但是，同樣在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，在所述蠟紙與 基板保形地接觸之前不將所述保護(hù)性片材從所述蠟紙上移除，而是使用溶劑溶解，或者由 通過(guò)所述蠟紙中的開(kāi)孔施用于所述基板的反應(yīng)性組合物以另外的方式溶解、反應(yīng)、消耗、毀 壞等。制備蠟紙的方法本發(fā)明涉及一種形成彈性體蠟紙的方法，所述方法包括(a)提供其上具有突起的印版，所述突起的最小橫向尺寸為約50μπι或更??；(b)在所述印版上提供彈性體材料，其中，所述彈性體材料包括前表面和后表面， 所述前表面與所述印版接觸，并且，其中所述彈性體材料的厚度小于至少一個(gè)突起的高度；(c)在所述彈性體材料上布置可移動(dòng)的背襯層，以基本上覆蓋所述彈性體材料和 所述至少一個(gè)突起，其中，所述可移動(dòng)的背襯層和所述彈性體材料為可逆粘合的；以及(d)將所述彈性體材料和可移動(dòng)的背襯層與所述印版分離，從而提供所述彈性體 蠟紙，其中，所述彈性體材料具有前表面和后表面，所述前表面和后表面包括至少一個(gè)穿過(guò) 該前表面和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔 具有由所述突起界定的橫向尺寸，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向 尺寸的10倍。本文使用的“印版”是指適用于制造彈性體蠟紙的模板。用于本發(fā)明的印版包括其 上具有至少一個(gè)突起的表面。用于本發(fā)明的印版不特別限定其幾何形狀，且可為平的、彎曲 的、光滑的、粗糙的、波浪形的以及它們的組合。印版不特別限定其組成。通常，用于本發(fā)明 的印版為無(wú)孔的固體。但是，多孔的固體、撓性的固體(例如，彈性體)、可變形的固體等可 用作本發(fā)明的印版。適于用作印版的材料包括與彈性體材料或彈性體前體不形成化學(xué)鍵的 任何材料(即，必須能將所述彈性體蠟紙從所述印版上移除)。適于用作印版的材料包括， 但不限于，金屬、合金、復(fù)合材料、晶體材料、非結(jié)晶材料、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、玻璃、陶瓷、塑料、層 壓板、聚合物、礦物以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，適于用作印版的材料可基于其物 理性能、電性能、光學(xué)性能、熱性能以及它們的組合中的一種或多種進(jìn)行選擇?？梢允褂脗?統(tǒng)的平版印刷法(lithographic process)、離子束蝕刻法等制備印版。圖1提供了適用于本發(fā)明的印版100的三維示意圖。參考圖1，所述印版100包括 具有表面102的材料101，在表面102上具有至少一個(gè)突起103。至少一個(gè)突起103可以具 有任何形狀(從上面看)，包括對(duì)稱和不對(duì)稱的形狀、直線和彎曲的形狀以及它們的組合。 在一些實(shí)施方式中，圖案可以通過(guò)重復(fù)橫過(guò)印版的表面的至少一個(gè)突起而形成。至少一個(gè) 突起103具有上表面104，該表面可以為平的、凸的(如圖1所示)或凹的。突起可由與印 版相同或不同的材料制成。用于本發(fā)明的印版上的突起的最小橫向尺寸為約50 μ m或更小。本文使用的“橫 向尺寸”是指在印版的平面中(對(duì)于具有平的表面的印版)或沿著印版的表面的彎曲部分 (對(duì)于非平面印版)測(cè)量的突起的尺寸。突起的一個(gè)或多個(gè)橫向尺寸界定或可用于界定在 彈性體材料中形成的開(kāi)孔的尺寸和形狀。突起的典型的橫向尺寸包括，但不限于長(zhǎng)、寬、半 徑、直徑以及它們的組合。在平面印版上具有直線形狀的突起的橫向尺寸可分別由位于印 版的平面中的一個(gè)或多個(gè)矢量105和106的值來(lái)確定，這些矢量連接位于突起的相對(duì)兩側(cè) 的點(diǎn)。突起的至少一個(gè)橫向尺寸為約50 μ m或更小。對(duì)于具有多于一個(gè)突起的印版，至少 一個(gè)突起的至少一個(gè)橫向尺寸的橫向尺寸為約50 μ m或更小(即，對(duì)于具有多于一個(gè)突起 的印版，不是每一個(gè)突起都必須具有至少一個(gè)約為50 μ m或更小的橫向尺寸)。參考圖1，突起103的高度(S卩，高)107可以由與連接突起的基底和突起上的最高 點(diǎn)的印版的表面正交的矢量的值來(lái)確定。突起的高107大于彈性體材料的厚度或施用于印 版的彈性體前體的深度。參考圖1，突起的基底與印版102的表面形成角108。在一些實(shí)施方式中，角108 為約90° (即，與基板101正交)。在一些實(shí)施方式中，在突起的基底與印版的表面之間形 成的角為約45°至約135°、約60°至約120°或約75°至約105°。
圖2A至圖2C和圖2D至圖2F提供了制備本發(fā)明的彈性體蠟紙以及將具有可移動(dòng) 的背襯的蠟紙施用于基板以在其上形成圖案的方法的三維示意圖。參考圖2A，提供了印版 200，該印版包括其上具有至少一個(gè)突起202的材料201。突起具有上表面203，分別用矢量 204和205的值表示的橫向尺寸，用矢量206的值表示的高度。將彈性體材料或彈性體前體施用于印版，如210所示。將彈性體材料或彈性體前 體施用于印版的合適的方法包括，但不限于，旋轉(zhuǎn)涂布、噴霧、噴墨沉積、霧化、化學(xué)蒸氣沉 積以及它們的組合。本發(fā)明還考慮利用保形沉積法(conformal deposition process)(例 如，等離子體增強(qiáng)的化學(xué)蒸氣沉積、熱金屬絲化學(xué)蒸氣沉積、熱沉積以及它們的組合)，接著 從突起的上表面上移除彈性體材料或彈性體前體。參考圖2B，在印版211上提供彈性體材料或彈性體前體214。在一些實(shí)施方式中， 將彈性體前體沉積，隨后固化或交聯(lián)，以提供彈性體。或者，可以例如通過(guò)化學(xué)蒸氣沉積直 接提供彈性體材料。所述彈性體材料的厚度215小于突起212的高度。因此，所述突起的 表面213突出在彈性體材料之上216所示的高度。隨后將可移動(dòng)的背襯層施用于彈性體材料和印版的突起，如220所示。在一些實(shí) 施方式中，可移動(dòng)的背襯層作為前體沉積，隨后固化、干燥和/或聚合。施用可移動(dòng)的背襯 層的合適的方法包括，但不限于，旋轉(zhuǎn)涂布、噴霧、噴墨沉積、霧化、化學(xué)蒸氣沉積、粘合(例 如，施用粘合劑，接著在表面上滾動(dòng)或施用預(yù)先形成的背襯層)以及它們的組合。參考圖2C，將可移動(dòng)的背襯層224在印版221、彈性體222和突起223上沉積?？?移動(dòng)的背襯層的厚度225足以完全覆蓋突起。本文使用的“可移動(dòng)的背襯層”是指能與突 起和彈性體材料可逆連接的材料。比起彈性體的表面，可移動(dòng)的背襯層應(yīng)更容易從印版的 突起上移除。在一些實(shí)施方式中，可以將突起的表面預(yù)處理以促進(jìn)將背襯層從突起上移除。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在布置背襯層之后，將背襯層固 化。適用于將背襯層固化的方法包括，但不限于，將背襯層暴露于熱能、電磁輻射(例如， UV光、IR光等)、電流、等離子體、氧化條件和/或試劑以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，可移動(dòng)的背襯層進(jìn)一步包括剛性或半剛性的載體。在一些實(shí) 施方式中，可以將剛性或半剛性的載體施用于可移動(dòng)的背襯層的后表面，如230所示。參考 圖2D，將剛性或半剛性的載體235在可移動(dòng)的背襯層234上沉積。彈性體材料232和印版 231不與剛性或半剛性的載體接觸。隨后將蠟紙(包括彈性體232、可移動(dòng)的背襯層234以 及剛性或半剛性的載體235)從印版上移除，如240所示。參考圖2E，將本發(fā)明的蠟紙241與基板247保形地接觸，如246所示，蠟紙241包 括彈性體242、可移動(dòng)的背襯層244以及剛性或半剛性的載體245，彈性體242具有至少一 個(gè)穿過(guò)該彈性體的開(kāi)孔243。在一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)至少以下措施之一促進(jìn)蠟紙與 基板的保形地接觸向蠟紙的后表面施加壓力，向基板的后表面施加壓力，對(duì)蠟紙與基板之 間的界面區(qū)抽真空，使用潤(rùn)濕劑(例如，能改變基板和蠟紙中的一個(gè)或兩個(gè)的表面能的試 劑)潤(rùn)濕蠟紙和基板中的一個(gè)或兩個(gè)的表面，對(duì)蠟紙和基板中的一個(gè)或兩個(gè)的表面施用粘 合劑，以及上述措施的組合。在蠟紙與基板保形地接觸之后，將剛性或半剛性的載體245和 可移動(dòng)的背襯層244從彈性體材料242上移除，如250所示。參考圖2F，本發(fā)明的彈性體蠟紙252已經(jīng)與基板251保形地接觸了。蠟紙包括穿 過(guò)該蠟紙的開(kāi)孔253，開(kāi)孔253具有分別由矢量254和255的值表示的橫向尺寸。蠟紙中的
11開(kāi)孔的至少一個(gè)橫向尺寸為約50 μ m或更小。在圖3A至圖3G中提供了制備本發(fā)明的蠟紙和將蠟紙施用于基板以在其上形成圖 案的方法的第二個(gè)示意性截面圖。參考圖3A，通過(guò)已知的方法提供了包括其上具有至少一 個(gè)突起302的材料301的印版300，所述方法例如，光刻形成圖案、機(jī)械加工等。隨后將彈性體材料或彈性體前體施用于印版，如310所示。參考圖3B，提供了涂布 材料311但未完全覆蓋突起312的彈性體材料或彈性體前體313，從而允許突起312通過(guò)彈 性體材料313延伸。隨后將可移動(dòng)的背襯層施用于彈性體材料和印版，如320所示。參考圖3C，將可移 動(dòng)的背襯層324沉積以覆蓋彈性體323和突起322。在一些實(shí)施方式中，可移動(dòng)的背襯層也 可以接觸和覆蓋印版321的表面。在一些實(shí)施方式中，可移動(dòng)的背襯層進(jìn)一步包括剛性或 半剛性的載體。隨后將彈性體蠟紙和背襯層從印版上移除，如330所示。參考圖3D。在一些實(shí)施 方式中，通過(guò)剝離開(kāi)彈性體蠟紙，將彈性體蠟紙333從印版331上移除。保持彈性體蠟紙形 狀的任何合適的方法都可以用于將彈性體蠟紙從印版上移除。在一些實(shí)施方式中，溶劑、吸 料(suction)、加壓氣體、等離子體以及它們的組合可用于將彈性體蠟紙從印版上移除。由此提供了具有可移動(dòng)的背襯層的彈性體蠟紙，如340所示。參考圖3E，本發(fā)明的 彈性體蠟紙341包括具有至少一個(gè)穿過(guò)該蠟紙的開(kāi)孔345的彈性體343、可移動(dòng)的背襯層 344和任選的剛性或半剛性的載體(未示出)。隨后將彈性體蠟紙與基板保形地接觸，如350所示。參考圖3F，基板356與彈性體 蠟紙353的表面保形地接觸?？梢苿?dòng)的背襯層354也可以與基板接觸。隨后將可移動(dòng)的背襯層從彈性體蠟紙上移除，如360所示。參考圖3G，彈性體蠟紙 363與基板366保形地接觸。蠟紙包括穿過(guò)該蠟紙的開(kāi)孔365。蠟紙中的開(kāi)孔的至少一個(gè) 橫向尺寸為約50 μ m或更小。成套用具在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種用于使基板形成圖案的成套用具，所述成套 用具包括(a)彈性體蠟紙，彈性體蠟紙包括具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括至少一個(gè)穿過(guò)該前 表面和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定彈性體材料的表面中的圖案，其中，開(kāi)孔的最小橫向尺 寸為約50 μ m或更小，并且，其中彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的10倍，粘附于彈性體材料的前表面的可剝離的保護(hù)層，以及粘附于彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；以及(b)指導(dǎo)使用所述彈性體蠟紙使基板形成圖案的使用說(shuō)明。在一些實(shí)施方式中，成套用具進(jìn)一步包括填充至少一個(gè)開(kāi)孔的反應(yīng)性組合物。通 過(guò)可剝離的保護(hù)層和可移動(dòng)的背襯層可以將反應(yīng)性組合物保持在至少一個(gè)開(kāi)孔內(nèi)。包括在 至少一個(gè)開(kāi)孔中的反應(yīng)性組合物的成套用具能使基板直接形成圖案，而無(wú)需在蠟紙與基板 保形地接觸之后向蠟紙的背面施加額外的反應(yīng)性組分。在一些實(shí)施方式中，包括反應(yīng)性組 合物的成套用具在環(huán)境儲(chǔ)存條件下是穩(wěn)定的，或者，可將成套用具儲(chǔ)存在受控環(huán)境中直至 使用。
在一些實(shí)施方式中，成套用具包括圍繞彈性體材料的外邊緣的非滲透性密封件。 非滲透性密封件可以防止例如環(huán)境蒸氣和氣體滲透彈性體材料，并且提高成套用具的儲(chǔ)存 期限。另外，非滲透性密封件可以防止反應(yīng)性組合物在儲(chǔ)存期間從成套用具逸出，并且能夠 提高反應(yīng)性組合物的穩(wěn)定性。所述成套用具包括涉及使用該成套用具以在基板上形成圖案的方法的使用說(shuō)明。 在一些實(shí)施方式中，使用說(shuō)明可以包括標(biāo)簽或其它印刷品。“印刷品”例如可以為書(shū)、目錄 單、小冊(cè)子或散頁(yè)印刷品之一?？赡艿母袷桨?，但不限于，要點(diǎn)清單、常見(jiàn)問(wèn)題(FAQ)清 單或圖表。另外，可以使用照片、圖示或其它符號(hào)以非文字術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明待給出的信息。例 如，所述印刷品可以為由管理化學(xué)試劑的制造、使用或銷售的政府部門規(guī)定的形式(例如， Materials Safety Data Sheet)，該印刷品注意反映包括在成套用具內(nèi)的任何化學(xué)品的分 類。印刷品還可以含有與使用成套用具相關(guān)的危險(xiǎn)性的信息。在一些實(shí)施方式中，印刷品 可以隨帶預(yù)先記錄的媒體設(shè)備。“預(yù)先記錄的媒體設(shè)備”可例如為可視媒體設(shè)備，例如錄像磁帶(videotape cassette)、DVD(數(shù)字視頻盤)、電影膠片、35mm影片或任何其它可視媒體設(shè)備。或者， 預(yù)先記錄的媒體設(shè)備可為交互式應(yīng)用軟件(interactive software application)，例 如⑶-ROM(壓縮盤-只讀存儲(chǔ))或軟盤?；蛘?，預(yù)先記錄的媒體設(shè)備可以為音頻媒體設(shè) 備(andio media device)，例如錄音、音頻磁帶(andiocassette)或音頻壓縮盤(andio compact disk)。預(yù)先記錄的媒體設(shè)備上所含的信息可以描述如何使用本發(fā)明的成套用具 使基板形成圖案。在一些實(shí)施方式中，使用說(shuō)明以選自以下的格式呈現(xiàn)英語(yǔ)版本、外語(yǔ)版本、視覺(jué) 圖像、圖表、電話錄音、網(wǎng)站、接近生活消費(fèi)者服務(wù)代表的方式以及對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的任何其它格式。在一些實(shí)施方式中，使用說(shuō)明包括使用指導(dǎo)、適用年齡、 警告、電話號(hào)碼或網(wǎng)址?；灞景l(fā)明提供了在基板中或在基板上形成特征的方法。適用于通過(guò)本發(fā)明的方法形 成圖案的基板不特別限定其尺寸、組成或幾何形狀，且包括具有能與蠟紙接觸的表面的任 何材料。例如，本發(fā)明適用于使平面(即，平的)、非平面(即，彎曲的或復(fù)雜的基板，例如四 面體、球體等)、對(duì)稱和不對(duì)稱的物體和表面以及它們的任何組合形成圖案?；宓慕M成可 以為均相或多相的。此外，所述方法不限定表面粗糙度或表面波紋，并且同樣適用于光滑、 粗糙和波紋狀基板以及表現(xiàn)出多相表面形態(tài)的基板(例如，具有不同程度的光滑度、粗糙 度和波紋的基板)。適用于通過(guò)本發(fā)明的方法形成圖案的基板包括，但不限于，金屬、合金、復(fù)合材料、 晶體材料、非結(jié)晶材料、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、光學(xué)材料、纖維、玻璃、陶瓷、沸石、膜、薄膜、層壓板、 箔、塑料、聚合物、礦物、生物材料、活體組織、骨骼以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，所 述材料選自任何上述材料的多孔性變體。在一些實(shí)施方式中，待通過(guò)本發(fā)明的方法形成圖案的材料包括半導(dǎo)體、玻璃或陶 瓷，例如，但不限于晶體硅、多晶硅、無(wú)定形硅、P-摻雜的硅、η-摻雜的硅、氧化硅、硅鍺、 鍺、砷化鎵、磷砷化鎵、氧化錫銦、未摻雜的二氧化硅玻璃(SiO2)、氟化的二氧化硅玻璃、硼 硅酸鹽玻璃、硼磷硅酸鹽玻璃(borophosphorosilicate glass)、有機(jī)硅酸鹽玻璃、多孔性有機(jī)硅酸鹽玻璃、碳化硅、氫化碳化硅(hydrogenated silicon carbide)、氮化硅、碳氮化 硅、氧氮化硅、氧碳化硅以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，待通過(guò)本發(fā)明的方法形成圖案的材料包括撓性的材料，例如， 但不限于塑料、復(fù)合材料、層壓板、薄膜、金屬箔以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，所述 撓性的材料可以通過(guò)本發(fā)明的方法以開(kāi)盤式的(reel-to-reel)方式來(lái)形成圖案。本發(fā)明考慮通過(guò)選擇彼此相容的反應(yīng)性組合物和基板，使所述方法各步驟的性 能、效率、成本和速度最優(yōu)化。例如，在一些實(shí)施方式中，可以基于其光學(xué)性能、物理性能、熱 性能、電性能以及它們的組合來(lái)選擇基板。在一些實(shí)施方式中，基板對(duì)于適用于引發(fā)反應(yīng)性組合物在基板上反應(yīng)的至少一種 類型的輻射是透明的。例如，對(duì)紫外光透明的基板可以與反應(yīng)性組合物一起使用，該反應(yīng)性 組合物的反應(yīng)可以通過(guò)紫外光引發(fā)，這樣允許反應(yīng)性組合物在基板的前表面上的反應(yīng)通過(guò) 用紫外光照射基板的后表面來(lái)弓I發(fā)。形成表面特征本發(fā)明涉及一種在基板上形成表面特征的方法，所述方法包括(a)提供彈性體蠟紙，彈性體蠟紙具有具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面和后 表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定彈性體材料的表面中的圖案，其中，開(kāi)孔的至少一個(gè)橫向尺寸為 約50 μ m或更小，并且，其中彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的10倍；以及粘附于彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；(b)使彈性體蠟紙的前表面與基板保形地接觸；(c)將背襯層從彈性體蠟紙上移除；(d)將反應(yīng)性組合物施用于彈性體蠟紙中的開(kāi)孔；(e)使反應(yīng)性組合物與基板反應(yīng)，以在其上產(chǎn)生表面特征，其中，彈性體蠟紙中的 開(kāi)孔的橫向尺寸界定通過(guò)所述反應(yīng)而產(chǎn)生的表面特征的橫向尺寸；以及(f)將彈性體蠟紙的前表面與已經(jīng)形成圖案的基板分離?？梢酝ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知的方法將反應(yīng)性組合物施用于蠟紙中的開(kāi)孔，所述方法例 如，但不限于，絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、注射器沉積、噴霧、旋轉(zhuǎn)涂布、刷、蒸氣沉積、等離子體沉 積以及暴露于蒸氣源、光源、等離子體源以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，將反應(yīng)性 組合物倒在蠟紙的后表面上，隨后將刀片橫過(guò)蠟紙的表面移動(dòng)，以確保蠟紙中的開(kāi)孔被完 全和均勻地填充。刀片也可以從蠟紙的表面移除過(guò)量的反應(yīng)性組合物。將反應(yīng)性組合物 施用于蠟紙的表面可以包括以約100轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)至約5，OOOrpm或約1，OOOrpm至約 3，OOOrpm旋轉(zhuǎn)蠟紙，同時(shí)將反應(yīng)性組合物倒在旋轉(zhuǎn)的蠟紙上或噴在旋轉(zhuǎn)的蠟紙上。將反應(yīng)性組合物施用于蠟紙完全和均勻地填充蠟紙的表面中的至少一個(gè)開(kāi)孔。不 束縛于任何具體的理論，當(dāng)蠟紙中的開(kāi)孔的橫向尺寸變小時(shí)，反應(yīng)性組合物的粘度應(yīng)降低 和/或蠟紙的厚度應(yīng)降低，以確保蠟紙中的開(kāi)孔的圖案被均勻填充。將反應(yīng)性組合物非均 勻施用于蠟紙可導(dǎo)致不能正確和可重復(fù)地產(chǎn)生具有所需橫向尺寸的表面特征。在一些實(shí)施方式中，可以配制反應(yīng)性組合物以控制其粘度。在一些實(shí)施方式中，反 應(yīng)性組合物的粘度為約0. IcP至約10，OOOcP、約IcP至約500cP、約IcP至約200cP或約 IcP至約lOOcP。在一些實(shí)施方式中，在施用步驟、接觸步驟、反應(yīng)步驟以及它們的組合中的一個(gè)或多個(gè)的期間改變反應(yīng)性組合物的粘度。將反應(yīng)性組合物從蠟紙中的開(kāi)孔轉(zhuǎn)移至基板可以通過(guò)促進(jìn)反應(yīng)性組合物與基板 粘附的反應(yīng)性組合物與蠟紙的表面之間、反應(yīng)性組合物與基板之間、蠟紙的表面與基板之 間以及它們的組合中的一種或多種相互作用來(lái)促進(jìn)。不束縛于任何具體的理論，可以通過(guò) 重力、范德華相互作用、共價(jià)鍵、離子相互作用、氫鍵、親水性相互作用、疏水性相互作用、磁 力相互作用以及它們的組合來(lái)促進(jìn)反應(yīng)性組合物與基板的粘著。相反，使反應(yīng)性組合物與 蠟紙的表面之間的這些相互作用的最小值可以促進(jìn)將反應(yīng)性組合物從蠟紙的表面轉(zhuǎn)移至 基板。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明進(jìn)一步包括向蠟紙和基板中的一個(gè)或兩個(gè)的后表面施 加壓力和/或真空。在一些實(shí)施方式中，施加壓力或真空可以確保反應(yīng)性組合物基本上從 蠟紙和基板的表面之間移除。在一些實(shí)施方式中，施加壓力或真空可以確保蠟紙和基板的 表面之間保形地接觸。在一些實(shí)施方式中，施加壓力或真空可以使存在于蠟紙和基板的表 面之間的氣泡或存在于反應(yīng)性組合物中的氣泡的存在最少。不束縛于任何具體的理論，移 除氣泡可以促進(jìn)可重復(fù)形成橫向尺寸為50 μ m或更小的表面特征。此外，向蠟紙和基板中 的一個(gè)或兩個(gè)的后表面施加壓力和/或真空可以促進(jìn)蠟紙與基板之間保形地接觸。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明進(jìn)一步包括對(duì)基板、蠟紙的表面以及它們的組合進(jìn)行 預(yù)處理。本文使用的“預(yù)處理”是指在施用反應(yīng)性組合物或使反應(yīng)性組合物反應(yīng)之前以化 學(xué)方法或物理方法改性表面。預(yù)處理可以包括選擇性地形成圖案、官能化、衍生化、織構(gòu)化 等。預(yù)處理還可以包括，但不限于，清潔、氧化、還原、衍生化、官能化、將基板暴露于反應(yīng)性 氣體、等離子體、熱能、紫外輻射以及它們的組合。不束縛于任何具體的理論，對(duì)基板進(jìn)行預(yù) 處理可以增加或降低反應(yīng)性組合物與基板之間的粘合相互作用，并且促進(jìn)形成橫向尺寸為 約50 μ m或更小的表面特征。例如，使用極性官能團(tuán)對(duì)基板進(jìn)行衍生化(例如，對(duì)基板進(jìn)行氧化)可以通過(guò)親水 性反應(yīng)性組合物促進(jìn)基板的潤(rùn)濕并通過(guò)疏水性反應(yīng)性組合物阻止表面潤(rùn)濕。此外，疏水性 和/或親水性相互作用可以用于防止反應(yīng)性組合物滲透至蠟紙的主體中。例如，使用氟烴 官能團(tuán)(fluorocarbon functional group)對(duì)蠟紙的表面進(jìn)行衍生化可以促進(jìn)將反應(yīng)性組 合物從蠟紙中的開(kāi)孔轉(zhuǎn)移至基板而不會(huì)使蠟紙溶脹。本發(fā)明的方法通過(guò)使反應(yīng)性組合物與基板反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生表面特征。本文使用的“反 應(yīng)”是指引發(fā)包括至少以下之一的化學(xué)反應(yīng)使存在于反應(yīng)性組合物中的一種或多種組分 彼此反應(yīng)，使反應(yīng)性組合物中的一種或多種組分與基板反應(yīng)，使反應(yīng)性組合物中的一種或 多種組分與基板的表面下的區(qū)域反應(yīng)以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，所述反應(yīng)包括將反應(yīng)性組合物施用于基板(即，當(dāng)反應(yīng)性組 合物與基板之間接觸時(shí)引發(fā)反應(yīng))。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物的反應(yīng)包括反應(yīng)性組合物與基板上的官能團(tuán)之 間的化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)性組合物與基板的表面下方的官能團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)。因此，本發(fā)明 的方法包括反應(yīng)性組合物不僅與基板反應(yīng)，而且還與基板的表面下方的基板反應(yīng)，從而在 基板上形成插入或鑲嵌特征。不束縛于任何具體的理論，反應(yīng)性組合物可以通過(guò)在基板的 表面上發(fā)生反應(yīng)來(lái)與基板反應(yīng)，或者通過(guò)滲透和/或擴(kuò)散至基板中來(lái)與基板反應(yīng)。在一些 實(shí)施方式中，通過(guò)向蠟紙的背面或基板施加物理壓力或真空可以促進(jìn)反應(yīng)性組合物向基板中的滲透。反應(yīng)性組合物與基板之間的反應(yīng)可以改變基板的一種或多種性能，其中，性能變 化局限于與反應(yīng)性組合物起反應(yīng)的基板的那部分。例如，反應(yīng)性金屬顆?？梢詽B透基板，并 且當(dāng)反應(yīng)時(shí)，改變發(fā)生反應(yīng)的面積和/或體積中的基板的傳導(dǎo)性。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng) 性組合物可以滲透基板的表面，并選擇性地反應(yīng)，以增加發(fā)生反應(yīng)的體積中的基板的多孔 性。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物可以選擇性地與晶體材料反應(yīng)，以增加或減少該晶體 材料的體積或改變晶格的空隙間距。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物的反應(yīng)包括基板上的官能團(tuán)與反應(yīng)性組合物的 組分的化學(xué)反應(yīng)。不束縛于任何具體的理論，反應(yīng)性組合物還可以僅與基板的表面反應(yīng) (即，在表面的下方與基板不發(fā)生滲透和反應(yīng))。在一些實(shí)施方式中，其中僅基板的表面發(fā) 生變化的形成圖案的方法可以用于隨后的自定位的沉積反應(yīng)。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物與基板的反應(yīng)可以包括擴(kuò)展至基板的平面中的 反應(yīng)以及在基板的側(cè)面中的反應(yīng)。例如，蝕刻劑與基板之間的反應(yīng)可以包括蝕刻劑以垂直 方向(即，與基板的表面正交)滲透入基板的表面中，使得表面特征的最低點(diǎn)的橫向尺寸大 致等于在基板平面的特征的尺寸。在一些實(shí)施方式中，蝕刻反應(yīng)也在反應(yīng)性組合物與基板之間側(cè)向地發(fā)生，使得 在表面特征的底部的橫向尺寸比在基板平面的特征的橫向尺寸更窄。本文使用的“浮雕 (undercut)”是指當(dāng)表面特征的橫向尺寸大于用于將反應(yīng)性組合物施用于基板的蠟紙中的 開(kāi)孔的橫向尺寸時(shí)的情況。通常，浮雕由反應(yīng)性組合物與基板在橫向尺寸上的反應(yīng)而引起， 并且可以導(dǎo)致在減差特征(subtractive features)上形成斜的邊緣。在一些實(shí)施方式中，可以選擇反應(yīng)時(shí)間使得能形成具有最小浮雕的減差表面特征 以及與用于將反應(yīng)性組合物施用于基板的印記或彈性體蠟紙的橫向尺寸相同的橫向尺寸。在一些實(shí)施方式中，將用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物配制以使得在基板的橫向尺寸 中的反應(yīng)最少(即，使浮雕最少)。例如，反應(yīng)性組合物可以施用于對(duì)UV光透明的基板，其 中通過(guò)基板的后表面照射反應(yīng)性組合物引發(fā)反應(yīng)性組合物與基板之間的反應(yīng)。在一些實(shí)施 方式中，反應(yīng)引發(fā)劑可以通過(guò)蠟紙的后表面活化反應(yīng)性組合物。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物的反應(yīng)包括將溶劑從反應(yīng)性組合物中移除。不 束縛于任何具體的理論，將溶劑從反應(yīng)性組合物中移除可以使反應(yīng)性組合物固化或催化反 應(yīng)性組合物的組分之間的交聯(lián)反應(yīng)。在一些實(shí)施方式中，可以無(wú)需加熱而將溶劑從反應(yīng)性 組合物中移除。還可通過(guò)加熱基板、反應(yīng)性組合物、蠟紙以及它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)溶劑移除。 交聯(lián)反應(yīng)可以為分子內(nèi)或分子間的，且還可以在組分與基板的表面之間發(fā)生。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物的反應(yīng)包括將存在于反應(yīng)性組合物中的金屬顆 粒燒結(jié)。不束縛于任何具體的理論，燒結(jié)為其中將金屬顆粒結(jié)合以在表面特征內(nèi)形成連續(xù) 的結(jié)構(gòu)而不發(fā)生熔融的過(guò)程。燒結(jié)用于形成均相和多相的金屬表面特征。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)包括將反應(yīng)性組合物暴露于反應(yīng)引發(fā)劑。適用于本發(fā)明 的反應(yīng)引發(fā)劑包括，但不限于，熱能、電磁輻射、聲波、氧化或還原等離子體、電子束、化學(xué)計(jì) 量化學(xué)試劑、催化化學(xué)試劑、氧化或還原反應(yīng)性氣體、酸或堿(例如，降低或提高PH)、增大 或減小壓力、交流或直接電流、攪動(dòng)、超聲處理、摩擦以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中， 反應(yīng)包括將反應(yīng)性組合物暴露于多種反應(yīng)引發(fā)劑。
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適于用作反應(yīng)引發(fā)劑的電磁輻射可以包括，但不限于，微波光、紅外光、可見(jiàn)光、紫 外光、X射線、射頻以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，在反應(yīng)性組合物反應(yīng)之前將蠟紙移除。在一些實(shí)施方式中，在 反應(yīng)性組合物反應(yīng)之后將蠟紙移除。不束縛于任何具體的理論，在反應(yīng)步驟過(guò)程中將蠟紙 留在合適的位置可以確保形成具有所需橫向尺寸的可重復(fù)的表面特征。例如，在反應(yīng)之后 移除蠟紙可以確保在反應(yīng)之前或在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)性組合物不橫過(guò)基板鋪展。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括將與表面特征相鄰的基板的區(qū)域 暴露于與相鄰的表面區(qū)域反應(yīng)但對(duì)于表面特征不具有反應(yīng)性的反應(yīng)性組合物。例如，在產(chǎn) 生包括掩蔽組分(masking component)的表面特征之后，可以將剩余的基板暴露于蝕刻劑， 例如氣態(tài)蝕刻劑、液體蝕刻劑以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，在使具有可移動(dòng)的背襯層的彈性體蠟紙與基板保形地接觸之 前，通過(guò)微接觸印刷方法使基板形成圖案。例如，可以將油墨施用于彈性體印記(所述彈性 體印記在界定圖案的彈性體印記的表面中具有至少一個(gè)壓痕)，以形成涂布的彈性體印記， 并將涂布的印記放置與基板保形地接觸。將油墨從與基板保形接觸的涂布的彈性體印記的 表面上轉(zhuǎn)移，而沒(méi)有油墨轉(zhuǎn)移至“接觸”彈性體印記中的至少一個(gè)壓痕的基板。油墨粘附于 基板，且可以形成薄膜、單層、雙層、自裝配的單層(self-assembled monolayer)以及它們 的組合中的至少一種。在一些實(shí)施方式中，油墨可以與基板反應(yīng)。隨后可以將反應(yīng)性組合 物施用于由彈性體蠟紙確定的圖案中的基板，其中，反應(yīng)性組合物對(duì)暴露的基板或被油墨 涂布的基板之一具有反應(yīng)性。所得到的形成圖案的基板包括具有由用于將油墨施用于基板 的彈性體印記中的圖案以及彈性體蠟紙的圖案確定的橫向尺寸的圖案。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明進(jìn)一步包括在所述反應(yīng)之后，將背襯層施用于蠟紙。所 述背襯層與在移除過(guò)程中從蠟紙上移除的背襯層可以為相同或不同。表面特征本發(fā)明提供了在基板中或在基板上形成特征的方法。適用于本發(fā)明的基板不特別 限定其尺寸、組成或幾何形狀。例如，本發(fā)明適用于使平面的、彎曲的、對(duì)稱和不對(duì)稱的物體 和基板以及它們的任何組合形成圖案。另外，基板的組成可以為均相或多相的。所述方法 也不限定表面粗糙度或表面波紋，且同樣適用于光滑、粗糙和波紋狀表面以及表現(xiàn)出多相 表面形態(tài)的基板(即，具有不同程度的光滑度、粗糙度和/或波紋的表面)。本文使用的“表面特征”是指接近圍繞特征的基板的區(qū)域以及可以與圍繞特征的 基板的區(qū)域相區(qū)分的基板的區(qū)域。術(shù)語(yǔ)“表面特征”是指其上具有圖案的基板(即，形成圖 案的基板)，因此，術(shù)語(yǔ)“表面特征”和“圖案”可以互換使用。在一些實(shí)施方式中，可以基于 表面特征的外形、表面特征的組成或與圍繞基板不同的表面特征的另一性能，將表面特征 與圍繞特征的基板的區(qū)域相區(qū)分。類似地，在一些實(shí)施方式中，可以基于外形、組成或與基 板的未形成圖案的區(qū)域不同的圖案的另一性能，將基板的形成圖案的區(qū)域與基板的未形成 圖案的區(qū)域相區(qū)分。表面特征可以由其物理尺寸界定。所有的表面特征具有至少一個(gè)橫向尺寸。本文 使用的“橫向尺寸”是指位于基板的平面的表面特征的尺寸。表面特征的一個(gè)或多個(gè)橫向 尺寸界定或可以用于界定具有表面特征的表面所占據(jù)的面積。表面特征的典型的橫向尺寸 包括，但不限于長(zhǎng)、寬、半徑、直徑以及它們的組合。
所有的表面特征還具有至少一個(gè)可以用位于基板的平面之外的矢量描述的尺寸。 本文使用的“高度”是指在基板的平面與在表面特征上的最高或最低點(diǎn)之間的最大垂直距 離。更通常地，添加表面特征(additive surfacefeature)的高度是指其最高點(diǎn)相對(duì)于基板 的平面的高度，減差表面特征(subtractive surface feature)的高度是指其最低點(diǎn)相對(duì) 于基板的平面的高度，以及保形表面特征(conformal surface feature)的高度為零(即， 與基板的平面等高)?；诒砻嫣卣飨鄬?duì)于基板的平面的高度，通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征通常 可以分類為三組添加特征、保形特征和減差特征。通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征可以進(jìn)一步分類為兩個(gè)分組基于表面特征的 基底是否穿透基板的平面的下方，分為穿透性和非穿透性。本文使用的“穿透距離”是指表 面特征的最低點(diǎn)和與表面特征相鄰的基板的高度之間的距離。更通常地，表面特征的穿透 距離是指其最低點(diǎn)相對(duì)于基板的平面的距離。因此，當(dāng)特征的最低點(diǎn)位于其上存在特征的 基板的平面的下方時(shí)，則說(shuō)明該特征為“穿透性”的，而當(dāng)特征的最低點(diǎn)位于基板的平面內(nèi) 或平面的上方時(shí)，則說(shuō)明該特征為“非穿透性”的。非穿透性表面特征可以說(shuō)成是穿透距離 為零。本文使用的“添加特征”是指其高度高于基板的平面的表面特征。因此，添加特征 的高度大于圍繞基板的高度。圖4A提供了具有“添加非穿透性”表面特征401的基板400 的截面示意圖。表面特征401具有橫向尺寸404、高度405和零穿透距離。圖4B提供了具 有“添加穿透性”表面特征411的基板410的截面示意圖。表面特征411具有橫向尺寸414、 高度415和穿透距離416。本文使用的“保形特征”是指其高度與基板的平面持平的表面特征。因此，保形特 征具有與圍繞基板的基本相同的外形。本文使用的“保形非穿透性”表面特征是指完全在 基板上的表面特征。例如，與基板的暴露的官能團(tuán)反應(yīng)(例如，通過(guò)氧化、還原或官能化各 基團(tuán))的反應(yīng)性組合物將形成保形非穿透性表面特征。圖4C提供了具有“保形非穿透性” 表面特征421的基板420的截面示意圖。表面特征421具有橫向尺寸424、零高度和零穿透 距離。圖4D提供了具有“保形穿透性”表面特征431的基板430的截面示意圖。表面特征 431具有橫向尺寸434、零高度和穿透距離436。圖4E提供了具有“保形穿透性”表面特征 441的基板440的截面示意圖，表面特征441具有橫向尺寸444、零高度和穿透距離446。本文使用的“減差特征”是指其高度低于基板的平面的表面特征。圖4F提供了具 有“減差非穿透性”表面特征451的基板450的截面示意圖。表面特征451具有橫向尺寸 454、高度455和零穿透距離。圖4G提供了具有“減差穿透性”表面特征461的基板460的 截面示意圖。表面特征461具有橫向尺寸464、高度465和穿透距離466?？梢曰诒砻嫣卣鞯慕M成和效用將表面特征進(jìn)一步區(qū)分。例如，通過(guò)本發(fā)明的方 法產(chǎn)生的表面特征包括結(jié)構(gòu)表面特征、傳導(dǎo)表面特征、半傳導(dǎo)表面特征、絕緣表面特征和掩 蔽表面特征。本文使用的“結(jié)構(gòu)特征”是指具有與在其上產(chǎn)生表面特征的基板的組成相同或類 似的組成的表面特征。本文使用的“傳導(dǎo)特征”是指具有導(dǎo)電或半導(dǎo)電組成的表面特征。半導(dǎo)電特征包 括其導(dǎo)電性可以基于外部刺激(例如，但不限于，電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度變化、壓力變化、暴露于輻射以及它們的組合)而改變的表面特征。本文使用的“絕緣特征”是指具有電絕緣組成的表面特征。本文使用的“掩蔽特征”是指其組成對(duì)與試劑的反應(yīng)具有惰性的表面特征，該試劑 對(duì)與表面特征相鄰的和圍繞表面特征的基板的區(qū)域具有反應(yīng)性。因此，掩蔽特征可以用于 在隨后的步驟中保護(hù)基板或基板的選擇區(qū)域，例如，但不限于，蝕刻、沉積、植入和表面處理 步驟。在一些實(shí)施方式中，在隨后的步驟過(guò)程中或之后將掩蔽特征移除。特征尺寸及測(cè)定通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征具有通常以長(zhǎng)度為單位限定的橫向尺寸和垂 直尺寸，例如埃(人)、納米(nm)、微米(ym)、毫米(mm)、厘米(cm)等。當(dāng)基板為平面時(shí)，表面特征的橫向尺寸為位于表面特征的相對(duì)兩側(cè)上的兩點(diǎn)之間 的矢量的值，其中，這兩點(diǎn)在基板的平面中，并且，其中該矢量與基板的平面平行。在一些實(shí) 施方式中，用于確定對(duì)稱表面的橫向尺寸的兩點(diǎn)也位于對(duì)稱特征的鏡面上。在一些實(shí)施方 式中，不對(duì)稱的表面特征的橫向尺寸可以通過(guò)使與表面特征的至少一個(gè)邊緣正交的矢量對(duì) 齊來(lái)測(cè)定。例如，在圖4A至圖4G中，位于基板的平面中和表面特征401、411、421、431、441、 451和461的相對(duì)兩側(cè)上的各點(diǎn)分別用虛線箭頭402和403,412和413,422和423,432和 433,442和443、452和453以及462和463表示。這些表面特征的橫向尺寸分別用矢量 404、414、424、434、444、454 和 464 的值表示。當(dāng)基板的非零曲率半徑超過(guò)100 μ m或更大的距離，或者超過(guò)Imm或更大的距離 時(shí)，該基板為“彎曲的”。對(duì)于彎曲的基板，橫向尺寸定義為連接在表面特征的相對(duì)兩側(cè)上的 兩點(diǎn)的圓的圓周片段的值，其中，圓的半徑等于基板的曲率半徑。具有多個(gè)或起伏曲率、或 者波紋的彎曲的基板的橫向尺寸可以通過(guò)由多個(gè)圓的片段的值的總和來(lái)確定。圖5顯示具有添加非穿透性表面特征511和保形穿透性表面特征521的彎曲的基 板500的截面示意圖。添加非穿透性表面特征511的橫向尺寸等于可以連接點(diǎn)512和513 的線段514的長(zhǎng)度。類似地，保形穿透性表面特征521的橫向尺寸等于連接點(diǎn)522和523 的線段524的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征的至少一個(gè)橫向尺寸為約 40nm至約50 μ m、約40nm至約40 μ m、約40nm至約30 μ m、約40nm至約20 μ m、約40nm至約 10 μ m、約 40nm 至約 5 μ m、約 40nm 至約 1 μ m、約 IOOnm 至約 50 μ m、約 IOOnm 至約 40 μ m、約 IOOnm 至約 30 μ m、約 IOOnm 至約 20 μ m、約 IOOnm 至約 10 μ m、約 IOOnm 至約 5 μ m、約 IOOnm 至約1 μ m、約500nm至約50 μ m、約500nm至約40 μ m、約500nm至約30 μ m、約500nm至約 20 μ m、約 500nm 至約 10 μ m、約 500nm 至約 5 μ m、約 500nm 至約 1 μ m、約 1 μ m 至約 50 μ m、 ^ 1 μ m 40 μ m> ^ 1 μ m 30 μ m> ^ 1 μ mIumM^Ium 至約5 μ m、或約1 μ m。通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征的橫向尺寸由彈性體蠟紙中的開(kāi)孔的橫向尺 寸界定。本文使用的彈性體蠟紙中的開(kāi)孔的橫向尺寸可以指蠟紙的表面中的開(kāi)孔，或者 對(duì)于漂浮蠟紙，可以指蠟紙的區(qū)域(例如，平行線、以及彼此物理不相連的任何其它蠟紙?zhí)?征)之間的距離。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的特征的高度或穿透距離超過(guò)或低于
19基板的平面約3 A至約100 μ m、約3 A至約50 μ m、約3入至約10 μ m、約3 A至約1 μ m、約 3 A至約 500nm、約 3 A至約 IOOnmJ^] 3 A至約 50nm、約 3 A至約 IOnmJ^] 3 A至約 InmJA Inm至約100 μ m、約Inm至約50 μ m、約Inm至約10 μ m、約Inm至約1 μ m、約Inm至約500nm、 約Inm至約lOOnm、約Inm至約50nm、約Inm至約10nm、約IOnm至約100 μ m、約IOnm至約 50 μ m、約 IOnm 至約 10 μ m、約 IOnm 至約 1 μ m、約 IOnm 至約 500nm、約 IOnm 至約 lOOnm、約 IOnm至約50nm、約50nm至約100 μ m、約50nm至約50 μ m、約50nm至約10 μ m、約50nm至約 1 μ m、約 50nm 至約 500nm、約 50nm 至約 lOOnm、約 IOOnm 至約 100 μ m、約 IOOnm 至約 50 μ m、 約IOOnm至約10 μ m、約IOOnm至約1 μ m、或約IOOnm至約500nm。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的表面特征的高寬比(即，高度和/ 或穿透距離中的一個(gè)或兩個(gè)與橫向尺寸的比率)為約10 1至約1 10、約8 1至約 1 8、約5 1至約1 5、約2 1至約1 2、或約1 1。使用可以測(cè)定基板外形的分析方法可以確定添加表面特征或減差表面特征的橫 向尺寸和/或垂直尺寸，所述方法例如，掃描模式原子力顯微術(shù)(AFM)或表面光度測(cè)定法。 通過(guò)表面光度測(cè)定法通常不能檢測(cè)保形表面特征。但是，如果保形表面特征的表面用其極 性不同于圍繞表面面積的官能團(tuán)封端時(shí)，則該表面特征的橫向尺寸可以使用例如輕敲模式 (tapping mode) AFM、官能化AFM或掃描探頭顯微鏡來(lái)測(cè)定。例如使用掃描探頭顯微術(shù)還可以基于性能來(lái)鑒定表面特征，例如，但不限于，傳導(dǎo) 性、電阻率、密度、透氣性、多孔性、硬度以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，例如使用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡，可以將表面特 征與基板區(qū)分。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，與圍繞基板相比，表面特征具有不同的組成或形 態(tài)。因此，可以采用表面分析方法來(lái)確定表面特征的組成以及表面特征的橫向尺寸。適用 于確定表面特征的組成及橫向尺寸和垂直尺寸的分析方法包括，但不限于，俄歇電子能譜 法(Auger electron spectroscopy)、能量分散X射線光譜法、顯微傅里葉變換紅外光譜法、 粒子激發(fā)X射線發(fā)射、拉曼光譜法、X射線衍射、X射線熒光法、激光燒蝕電感偶合等離子體 質(zhì)譜法、盧瑟福背散射能譜法/氫向前散射(Rutherford backscatteringspectrometry/ Hydrogen forward scattering)、次級(jí)離子質(zhì)譜法、飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜法、X射線光電 子能譜法以及它們的組合。反應(yīng)性組合物本文使用的“反應(yīng)性組合物，，是指適用于與基板反應(yīng)的組合物。在一些實(shí)施方式 中，反應(yīng)性組合物包括多于一種組分，且為具有多于一種賦形劑或組分的“多相組合物”。本 文使用的“反應(yīng)性組合物”可以指液體、蒸氣、氣體、等離子體、固體、糊劑、油墨、凝膠、膏霜、 膠、粘合劑以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物具有可以通過(guò) 一個(gè)或多個(gè)外部條件(例如溫度、壓力、電流等)控制的物理性能、電性能、化學(xué)性能以及它 們的組合。本文使用的“反應(yīng)”是指提供與基板相互作用的反應(yīng)性組合物，例如，在基板的區(qū) 域蝕刻、在基板的區(qū)域上沉積材料、在基板的區(qū)域改變官能團(tuán)、使一種物類與基板的區(qū)域反 應(yīng)以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，適用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物包括溶劑和增稠劑。在一些實(shí)施方式中，可以選擇溶劑和增稠劑的組合來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)性組合物的粘度。在一些實(shí)施方式中， 用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物的粘度可以從約0. IcP調(diào)節(jié)至約10，000cP。適用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物的溶劑包括有機(jī)溶劑、無(wú)機(jī)溶劑(例如，水)、增溶 劑、熔融的金屬以及它們的組合。適用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物的增稠劑包括，但不限于，具有可電離的側(cè)基的聚 合物的金屬鹽、樹(shù)狀聚合物、膠體以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所需的表面特征的橫向尺寸減小時(shí)，需要降低反應(yīng)性組合 物中的各組分的粒徑或物理長(zhǎng)度。例如，對(duì)于橫向尺寸為約IOOnm或更小的表面特征，可需 要從反應(yīng)性組合物中降低或消除聚合物組分。在一些實(shí)施方式中，適用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物包括蝕刻劑。本文使用的“蝕刻 劑”是指可以與基板反應(yīng)以移除一部分基板的組分。因此，可以使用蝕刻劑來(lái)形成減差特 征，并與基板反應(yīng)，形成至少一種可以從基板擴(kuò)散開(kāi)的揮發(fā)性材料，或可以例如通過(guò)漂洗或 清潔過(guò)程從基板上移除的殘余物、顆粒或碎片?？梢耘c蝕刻劑反應(yīng)的基板的組成和/或形態(tài)沒(méi)有特別限定。通過(guò)蝕刻劑與基板 反應(yīng)而形成的減差特征也沒(méi)有特別限定，只要與蝕刻劑反應(yīng)的材料可以從所得到的減差表 面特征上移除即可。不束縛于任何具體的理論，通過(guò)蝕刻劑與基板反應(yīng)以形成可以例如通 過(guò)漂洗或清潔過(guò)程從基板上移除的揮發(fā)性產(chǎn)物、殘余物、顆粒或碎片，蝕刻劑可以將材料從 基板上移除。例如，在一些實(shí)施方式中，蝕刻劑可以與金屬或金屬氧化物基板反應(yīng)，以形成 揮發(fā)性氟化的金屬物類。在一些實(shí)施方式中，蝕刻劑可以與基板反應(yīng)，以形成水溶性離子物 類。適用于將通過(guò)蝕刻劑與基板的反應(yīng)而形成的殘余物或顆粒移除的另外的方法公開(kāi)于美 國(guó)專利No. 5，894，853，該專利的全部?jī)?nèi)容引入本申請(qǐng)中以作參考。適用于本發(fā)明的蝕刻劑包括，但不限于，酸性蝕刻劑、堿性蝕刻劑、氟基蝕刻 劑(fluoride-based etchant)以及它們的組合。適用于本發(fā)明的含有蝕刻劑的反應(yīng) 性組合物例如公開(kāi)于美國(guó)專利No. 5，688，366和No. 6，388，187 ；以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi) No. 2003/0160026、No. 2004/0063326、No. 2004/0110393 和 No. 2005/0247674,這些專利的 全部?jī)?nèi)容引入本申請(qǐng)中以作參考。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物進(jìn)一步包括與基板具有化學(xué)相互作用的物類。 在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物滲透或擴(kuò)散于基板的主體中。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性 組合物改變基板的表面上的暴露的官能團(tuán)的性質(zhì)、與基板的表面上的暴露的官能團(tuán)結(jié)合或 促進(jìn)與基板的表面上的暴露的官能團(tuán)結(jié)合。適用于本發(fā)明的反應(yīng)性組合物進(jìn)一步包括離 子、自由基、金屬、酸、堿、金屬鹽、有機(jī)試劑以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物進(jìn)一步包括導(dǎo)體。本文使用的“導(dǎo)體”是指可以 轉(zhuǎn)移或移動(dòng)電荷的化合物或物類，且還包括半導(dǎo)體等。適用于本發(fā)明的導(dǎo)體包括，但不限 于，金屬、納米顆粒、聚合物、焊糊、樹(shù)脂以及它們的組合。適用于本發(fā)明的半導(dǎo)體包括，但不 限于，有機(jī)半導(dǎo)體、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體以及它們的組合。適用于本發(fā)明的金屬包括，但不限于，過(guò)渡金屬、鋁、硅、磷、鎵、鍺、銦、錫、銻、鉛、 鉍、它們的合金以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，金屬以納米顆粒(即，直徑為IOOnm 或更小、或約0. 5nm至約IOOnm的顆粒)存在。適用于本發(fā)明的納米顆粒可為均相的、多層 的、官能化的以及它們的組合。
適用于本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體包括，但不限于，亞芳基亞乙烯基聚合物(arylene vinylene polymer)、聚 1，2-亞乙烯基亞苯(polyphenylenevinylene)、聚乙炔、聚噻吩、聚 咪唑、并四苯、并五苯、并六苯、二萘嵌苯、滌綸、四烯(quaterylene)、蔻以及它們的組合。含有適用于本發(fā)明的導(dǎo)體的反應(yīng)性組合物進(jìn)一步公開(kāi)于美國(guó)專利No. 5，504，015、 No. 5，296，043和No. 6，703, 295以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2005/0115604，這些專利的全部 內(nèi)容引入本申請(qǐng)中以作參考。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物進(jìn)一步包括絕緣體。本文使用的“絕緣體”是指 耐電荷移動(dòng)或轉(zhuǎn)移的化合物或物類。在一些實(shí)施方式中，絕緣體的介電常數(shù)為約1.5至約 8、約1. 7至約5、約1. 8至約4、約1. 9至約3、約2至約2. 7、約2. 1至約2. 5、約8至約90、 約15至約85、約20至約80、約25至約75、或約30至約70。適用于本發(fā)明的絕緣體包括， 但不限于，聚合物、金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氮化物、它們的單體前體、它們的顆粒以 及它們的組合。合適的聚合物包括，但不限于，聚二甲基硅氧烷、倍半硅氧烷、聚乙烯、聚丙 烯以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，存在于反應(yīng)性組合物中的絕緣體的濃度為反應(yīng)性 組合物的約1重量％至約80重量％。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物進(jìn)一步包括掩蔽組分。本文使用的“掩蔽組分” 是指當(dāng)反應(yīng)時(shí)形成對(duì)能與圍繞基板反應(yīng)的物類具有抗性的表面特征的化合物或物類。適用 于本發(fā)明的掩蔽組分包括常用于傳統(tǒng)的光刻法的材料作為“抗蝕劑”(例如，光致抗蝕劑)。 適用于本發(fā)明的掩蔽組分包括，但不限于，交聯(lián)的芳香族和脂肪族聚合物、非共軛芳香族聚 合物和共聚物、聚醚、聚酯、甲基丙烯酸C1-C8烷基酯和丙烯酸的共聚物、帕拉朗(paralyne) 的共聚物以及它們的組合。在一些實(shí)施方式中，掩蔽組分存在于反應(yīng)性組合物中的濃度為 反應(yīng)性組合物的約5重量％至約98重量％。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物包括導(dǎo)體和反應(yīng)性組合物。例如，存在于反應(yīng)性 組合物中的反應(yīng)性組合物可以促進(jìn)至少以下之一導(dǎo)體滲透至基板中、導(dǎo)體與基板之間的 反應(yīng)、傳導(dǎo)特征與基板之間的粘著、促進(jìn)傳導(dǎo)特征與基板之間的電接觸以及它們的組合。由 該方法形成的表面特征包括添加非穿透性表面特征、添加穿透性表面特征、減差穿透性表 面特征和保形穿透性表面特征。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物包括蝕刻劑和導(dǎo)體，導(dǎo)體例如可以用于產(chǎn)生其 中具有傳導(dǎo)特征插入物的減差表面特征。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物包括絕緣體和反應(yīng)性組合物。例如，反應(yīng)性組合 物可促進(jìn)至少以下之一絕緣體滲透至基板中、絕緣體與基板之間的反應(yīng)、絕緣特征與基板 之間的粘著、促進(jìn)絕緣特征與基板之間的電接觸以及它們的組合。通過(guò)本發(fā)明的方法形成 的表面特征包括添加非穿透性表面特征、添加穿透性表面特征、減差穿透性表面特征和保 形穿透性表面特征。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物包括蝕刻劑和絕緣體，絕緣體例如可以用于產(chǎn) 生其中具有絕緣特征插入物的減差表面特征。在一些實(shí)施方式中，反應(yīng)性組合物包括導(dǎo)體和掩蔽組分，掩蔽組分例如可以用于 在基板上產(chǎn)生導(dǎo)電掩蔽特征。實(shí)施例實(shí)施例1
具有可移動(dòng)的背襯的彈性體蠟紙如下制備。將可光成像的聚合物ΝΑΝΟ SU-8(Microchem公司，Newton，ΜΑ)旋轉(zhuǎn)涂布在100 μ m的硅片上，暴露于使用365nm的光投 影的圖像，并進(jìn)行顯影。隨后將所得到的圖案用聚(二甲基硅氧烷)前體填充，通過(guò)在大氣 壓下加熱至90°C并保持15分鐘而交聯(lián)。所得到的彈性體的厚度為30 μ m。隨后用聚(乙 酸乙烯酯)溶液涂布已固化的彈性體和印版，并于90°C下干燥20分鐘。隨后將所得到的具 有可移動(dòng)的背襯的彈性體蠟紙從印版上剝離開(kāi)，并與鍍金的聚酯薄膜(75mm)保形地接觸。 隨后將水施用于彈性體蠟紙的背面，以溶解該可移動(dòng)的背襯層。隨后使用KI/I2蝕刻浴對(duì)基 板進(jìn)行濕法蝕刻。所得到的基板示于圖6。通過(guò)單一蝕刻步驟將已形成圖案的基板600形 成圖案，以提供形成了圖案的區(qū)域602和通過(guò)彈性體蠟紙保護(hù)免受蝕刻浴影響的基板的區(qū) 域601。隨后通過(guò)將彈性體蠟紙從已形成圖案的基板的后面剝離而將彈性體蠟紙移除。實(shí)施例2彈性體蠟紙通過(guò)在實(shí)施例1 (上述)中所述的方法制備，不同之處在于彈性體的厚 度為15μπι。使用實(shí)施例2的印記形成圖案而得到的基板示于圖7。通過(guò)單一蝕刻步驟將 已形成圖案的基板700形成圖案，以提供形成了圖案的區(qū)域702和通過(guò)彈性體蠟紙保護(hù)免 受蝕刻浴影響的基板的區(qū)域701。隨后通過(guò)將彈性體蠟紙從已形成圖案的基板的后面剝離 而將彈性體蠟紙移除。在實(shí)施例1中形成圖案的基板的光學(xué)顯微圖像示于圖8和9。圖8顯示具有在金 涂層801中蝕刻的25 μ m寬的線802的基板800的區(qū)域。圖9顯示具有在金涂層901中蝕 刻的11 μ m寬的線902的基板900的區(qū)域。實(shí)施例3彈性體蠟紙如在實(shí)施例1 (上述)中所述的方法制備。隨后用聚(乙烯醇)溶液 涂布已固化的彈性體和印版，并于90°C下干燥20分鐘。隨后將所得到的具有可移動(dòng)的背襯 的彈性體蠟紙從印版上剝離開(kāi)，與鍍金的聚酯薄膜(75mm)保形地接觸。隨后將水施用于彈 性體蠟紙的背面，以溶解該可移動(dòng)的背襯層。隨后通過(guò)暴露于KI/I2溶液使基板形成圖案 (濕法蝕刻)。形成圖案后，通過(guò)將彈性體蠟紙從已形成圖案的基板的后面剝離而將彈性體 蠟紙移除。結(jié)論這些實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的可能的實(shí)施方式。雖然以上已描述了本發(fā)明的各種實(shí)施 方式，但是應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明，而不是要限制本發(fā)明。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上 進(jìn)行各種變化。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)受任一上述示例性實(shí)施方式的限制，而是僅 根據(jù)以下權(quán)利要求及其等價(jià)物進(jìn)行限定。應(yīng)理解的是，具體實(shí)施方式

部分，而不是發(fā)明內(nèi)容和摘要部分，用于說(shuō)明權(quán)利要求 書(shū)。發(fā)明內(nèi)容和摘要部分可以描述本發(fā)明人考慮的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)但不是所有的示例 性實(shí)施方式，因此，絕不是要限制本發(fā)明和所附權(quán)利要求書(shū)。本文引用的所有文件，包括期刊文章或摘要、公開(kāi)的或相應(yīng)的美國(guó)專利或外國(guó)專 利申請(qǐng)、授權(quán)的或外國(guó)專利、或任何其它文件，它們的全部?jī)?nèi)容各自引入本申請(qǐng)中以作參 考，包括在引用的文件中出現(xiàn)的所有數(shù)據(jù)、表格、插圖和正文。
權(quán)利要求
一種在基板上形成表面特征的方法，所述方法包括(a)提供彈性體蠟紙，所述彈性體蠟紙具有具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面和后表面的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔的最小橫向尺寸為約50μm或更小，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的10倍；以及粘附于所述彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；(b)使所述彈性體蠟紙的前表面與基板保形地接觸；(c)將所述背襯層從所述彈性體蠟紙上移除；(d)將反應(yīng)性組合物施用于所述彈性體蠟紙中的開(kāi)孔；(e)使所述反應(yīng)性組合物與所述基板反應(yīng)，以在所述基板上產(chǎn)生表面特征，其中，所述彈性體蠟紙中的開(kāi)孔的橫向尺寸界定通過(guò)所述反應(yīng)而產(chǎn)生的表面特征的橫向尺寸；以及(f)將所述彈性體蠟紙的前表面與形成了圖案的基板分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述移除還包括將所述背襯層暴露于溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述彈性體材料的前表面的表面積為約500mm2 或更大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)至少以下措施之一促進(jìn)所述保形地接觸向 所述彈性體蠟紙的后表面施加壓力、對(duì)所述彈性體蠟紙與所述基板之間的空間抽真空、潤(rùn) 濕所述彈性體蠟紙和所述基板中的一個(gè)或兩個(gè)的表面、對(duì)所述彈性體蠟紙和所述基板中的 一個(gè)或兩個(gè)施用粘合劑、以及上述措施的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述彈性體材料基本上為均相的。
6.一種產(chǎn)品，所述產(chǎn)品通過(guò)權(quán)利要求1所述的方法制備。
7.一種形成彈性體蠟紙的方法，所述方法包括(a)提供印版，該印版上具有突起，所述突起的至少一個(gè)橫向尺寸為約50μπι或更??；(b)在所述印版上提供彈性體材料，其中，所述彈性體材料包括前表面和后表面，所述 前表面與所述印版接觸，并且，其中所述彈性體材料的厚度小于至少一個(gè)突起的高度；(C)在所述彈性體材料上布置背襯層，以基本上覆蓋所述彈性體材料和所述至少一個(gè) 突起，其中，所述背襯層和所述彈性體材料為可逆粘合的；以及(d)將所述彈性體材料和背襯層從所述基板上分離，從而提供所述彈性體蠟紙，其中， 所述彈性體材料具有前表面和后表面，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面和后表面的 開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔具有由所述突起界定的橫 向尺寸，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的10倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述提供彈性體材料包括在所述印版上布置彈 性體前體層，其中所述前體層的厚度小于所述至少一個(gè)突起的高度，并且使所述彈性體前 體層反應(yīng)以提供所述彈性體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述方法還包括在所述布置之后，將所述背襯 層固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述固化包括至少以下措施之一暴露于熱能、 暴露于UV光、暴露于電流、暴露于IR光、暴露于等離子體、暴露于氧化試劑、以及上述措施 的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述背襯層包括剛性或半剛性的載體。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述方法還包括在所述布置之后，將剛性或半 剛性的載體層粘附于所述背襯層的外表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述彈性體材料的前表面的表面積為約500mm2 或更大。
14.一種用于使基板形成圖案的成套用具，所述成套用具包括彈性體蠟紙，所述彈性體蠟紙包括具有前表面和后表面的彈性體材料，所述前表面和后表面包括穿過(guò)該前表面和后表面 的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔界定所述彈性體材料的表面中的圖案，其中，所述開(kāi)孔的最小橫向尺寸為 約50 μ m或更小，并且，其中所述彈性體材料的厚度不大于所述最小橫向尺寸的10倍，粘附于所述彈性體材料的前表面的可剝離的保護(hù)層，以及粘附于所述彈性體材料的后表面的可移動(dòng)的背襯層；以及指導(dǎo)使用所述彈性體蠟紙使基板形成圖案的使用說(shuō)明。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成套用具，其中，所述彈性體材料的前表面的面積為約 500mm2或更大。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成套用具，其中，所述可移動(dòng)的背襯層包括剛性或半剛性 的載體。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成套用具，其中，所述成套用具還包括粘附于所述可移動(dòng) 的背襯層的外表面的剛性或半剛性的載體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成套用具，其中，所述成套用具還包括圍繞所述彈性體材 料的外邊緣的非滲透性密封件。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成套用具，其中，所述成套用具還包括填充至少一個(gè)所述 開(kāi)孔的反應(yīng)性組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用具有可移動(dòng)的背襯的彈性體蠟紙使基板形成圖案的方法以及制備所述蠟紙的方法。
文檔編號(hào)B41C1/14GK101983131SQ200880128472
公開(kāi)日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日
發(fā)明者B·T·邁爾斯, J·M·麥克萊倫, J·卡爾貝克, K·肖哈恩, M·庫(kù)爾薩韋, R·庫(kù)格勒, S·阿加瓦爾 申請(qǐng)人:納諾泰拉公司;默克專利股份有限公司