具有納米圖案的透明襯底及其制造方法
【專利摘要】提供了具有納米圖案的透明襯底及其制造方法，使得能夠在所述透明襯底上容易地形成所述納米圖案，并且通過下述方式而具有適用于大型襯底的所述納米圖案：在透明襯底上形成由透明材料構(gòu)成的樹脂層；在所述樹脂層上形成至少一個或多個單元圖案部分，所述至少一個或多個單元圖案部分由第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域以及在所述第一圖案區(qū)域與所述第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案構(gòu)成，在所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域中形成有多個網(wǎng)格圖案；以及在所述突出圖案上形成納米級金屬層。
【專利說明】具有納米圖案的透明襯底及其制造方法
[0001]本申請要求在2011年12月19日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2011-0137217的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi)容通過引用被包含在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及形成納米圖案的【技術(shù)領(lǐng)域】，并且更具體地涉及具有納米圖案的透明襯底。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)制造半導(dǎo)體器件、字線時，必然需要實現(xiàn)各種精細圖案，諸如數(shù)位線和接觸等。已經(jīng)普遍應(yīng)用光刻技術(shù)來形成這些精細圖案。
[0004]傳統(tǒng)上廣泛使用的接觸光刻使得能夠在寬區(qū)域上形成圖案。然而，因為光的衍射的限制，有問題的是，可以形成的精細圖案的間距受限(I~2μπΟ。
[0005]因此，為了解決該問題，開發(fā)了步進方法、掃描方法和全息光刻方法等。然而，這些方法需要復(fù)雜且繁復(fù)的設(shè)備，并且引發(fā)高的費用。而且，可以形成圖案的區(qū)域受限，由此看來該等方法受到限制。也就是說，由于諸如設(shè)備限制或工藝特性的問題，傳統(tǒng)的光刻方法在實施納米級的精細圖案方面基本上受到限制。更具體地，在使用傳統(tǒng)光刻技術(shù)時，難以實現(xiàn)在大于8英寸的大區(qū)域上均勻形成的納米級圖案。
[0006]針對上述問題，提出了使用由金屬材料構(gòu)成的多孔模板來形成多孔金屬薄膜(如在韓國公開專利公告N0.2011-0024892所公開)，并且使用該多孔金屬薄膜作為催化劑來形成納米圖案的方法。該方法在下述方面有問題:因為應(yīng)當(dāng)預(yù)先制備多孔模板，所以使用該方法不方便，并且因為使用了催化劑生長方法，所以僅可以在期望的區(qū)域形成納米圖案。而且，有問題的是，不能在透明襯底上形成納米圖案。
[0007](現(xiàn)有技術(shù)參考文獻)
[0008](專利參考文獻I)韓國公開專利公告N0.10-2011-0024892
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]因此，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。本發(fā)明的一個方面提供了一種具有納米圖案的透明襯底及其制造方法，其使得能夠在透明襯底上容易地形成納米圖案，并且通過在透明襯底上形成由透明材料構(gòu)成的樹脂層來具有適用于大型襯底的納米圖案；在樹脂層上形成由第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域以及在第一圖案區(qū)域與第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案組成的至少一個或多個單元圖案部分，在該第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域中形成有多個網(wǎng)格圖案；并且，在突出圖案上形成納米級金屬層。
[0011 ] 對于問題的解決方案
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造具有納米圖案的透明襯底的方法，包括:在透明襯底上形成由透明材料構(gòu)成的樹脂層；在所述樹脂層上形成第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域，在第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域中分別形成有多個網(wǎng)格圖案，并形成由在所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案構(gòu)成的至少一個或多個單元圖案部分；以及，在所述突出圖案上形成納米級金屬層。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了根據(jù)本發(fā)明的一種具有納米圖案的透明襯底，包括:透明襯底；在所述透明襯底上形成并且由透明材料形成的樹脂層；在所述樹脂層上形成的至少一個或多個單元圖案層；在所述單元圖案層上形成的納米級金屬層，其中，所述單元圖案層由下述部分構(gòu)成:第一和第二圖案區(qū)域，其中形成有多個網(wǎng)格圖案，以及在所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案，其中所述金屬層被形成在所述突出圖案上。
[0014]本發(fā)明的有益效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，有益的是，可以在透明襯底的寬區(qū)域上來均勻地形成納米級網(wǎng)格圖案。
[0016]而且，根據(jù)本發(fā)明，有益的是，也可以在透明襯底上均勻地形成納米級金屬層以及上述的網(wǎng)格圖案，由此，使得能夠以低成本來提供具有與ITO相同的導(dǎo)電率的透明襯底。
[0017]另外，在本發(fā)明中使用的主模是可循環(huán)使用的直到它被損壞為止，具有諸如原材料費用和生產(chǎn)成本的降低的經(jīng)濟優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖被包括來進一步理解本發(fā)明，并且被包含在本說明書中并且構(gòu)成其一部分。附圖圖示了本發(fā)明的示例性實施例，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0019]圖1和圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的具有納米圖案的透明襯底的制造方法的順序的流程圖。
[0020]圖3至圖9是大體圖示根據(jù)本發(fā)明的具有納米圖案的透明襯底的制造方法的過程的示例性視圖。
【具體實施方式】
[0021]現(xiàn)在參考附圖更全面地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明的示例性實施例可以以許多不同的形式被體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于在此闡述的實施例。而是，這些示例實施例被提供使得本發(fā)明是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員全面地傳達本發(fā)明的范圍。而且，當(dāng)確定關(guān)于公知的相關(guān)功能或配置的具體說明并非必需因而可以不被包括在本發(fā)明的主要點中時，則省略對應(yīng)的描述?？梢赃M一步明白，在此使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在本說明書的上下文中的含義一致的含義。對于執(zhí)行類似功能和操作的元件，在說明書全文中，相似的標(biāo)號指示相似的元件。
[0022]圖1和圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的具有納米圖案的透明襯底的制造方法的順序的流程圖。
[0023]參見圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的具有納米圖案的透明襯底的制造方法可以包括:在透明襯底上形成由透明材料構(gòu)成的樹脂層(Si);在樹脂層上形成至少一個或多個單元圖案部分，該至少一個或多個單元圖案部分由第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域以及在第一圖案區(qū)域與第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案組成，在第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域中形成有多個網(wǎng)格圖案(S3);并且，在突出圖案上形成納米級金屬層(S5)。
[0024]在步驟SI中使用的透明襯底的材料可以使用玻璃、石英、由透明材料構(gòu)成的聚合物，例如公知的聚合物材料，諸如PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC (聚碳酸酯)、PI (聚酰亞胺)。除此之外，還可以使用各種柔性襯底。該材料不受限。
[0025]在制備好透明襯底之后，通過向透明襯底涂覆由透明材料構(gòu)成的樹脂來形成樹脂層。此時，樹脂層可以使用熱固性聚合物或光固化聚合物。同時，為了改善在樹脂層和透明襯底之間的結(jié)合能力，也可以通過下述方式形成樹脂層:在涂覆樹脂之前使用粘結(jié)劑來涂敷透明襯底，并且其后，向透明襯底涂覆樹脂。
[0026]在步驟SI后，在樹脂層上形成至少一個或多個單元圖案部分，該至少一個或多個單元圖案部分由第一和第二圖案區(qū)域以及在第一圖案區(qū)域與第二圖案區(qū)域之間的突出圖案組成，在該第一和第二圖案區(qū)域中形成有多個網(wǎng)格圖案(S3)。具體地說，可以如下所述的方式執(zhí)行步驟S3。
[0027]首先，制造主模(S31)，該主模具有至少一個或多個單元模圖案部分，該至少一個或多個單元模圖案部分由第一模圖案區(qū)域和第二模圖案區(qū)域以及在第一模圖案區(qū)域與第二模圖案區(qū)域之間形成的內(nèi)凹模圖案組成，在第一模圖案區(qū)域和第二模圖案區(qū)域中分別形成有多個網(wǎng)格模圖案。
[0028]首先，使用空間光刻工藝(space lithography process)在主模的原始材料上形成多個納米級網(wǎng)格模圖案，例如在韓國專利申請N0.10-2010-0129255中所描述的“大面積的納米級圖案的制造方法，，(a method of manufacturing a nanoscale pattern having alarge area)中所描述的那樣。本發(fā)明的主模也可以通過以下方式來形成:形成內(nèi)凹模圖案以劃分出第一模圖案區(qū)域和第二模圖案區(qū)域，然后再形成一個或多個單元模圖案部分。此時，具體來說，內(nèi)凹模圖案的形成方法可以通過電子束光刻工藝來進行。但是，本發(fā)明不限于此。
[0029]同時，第一模圖案區(qū)域或第二模圖案區(qū)域的寬度可以形成在50至IOOnm的范圍中。內(nèi)凹模圖案的寬度可以形成在200至IOOOnm的范圍中。通過該方法生產(chǎn)的主模不是一次性用品，而是能夠繼續(xù)使用直到它被損壞為止。而且，主?？梢岳^續(xù)在壓印工藝中使用，具有諸如降低原材料費用和生產(chǎn)成本的經(jīng)濟優(yōu)勢。
[0030]然后，將在步驟S31中制造出的主模布置在樹脂層的上部分中，并且，通過對樹脂層進行加壓的壓印工藝來在樹脂層上形成與一個或多個單元模圖案部分相對應(yīng)的一個或多個單元圖案部分(S33)。在此，單元圖案部分表示包括下述部分的結(jié)構(gòu):與第一模圖案區(qū)域?qū)?yīng)的第一圖案區(qū)域；與第二模圖案區(qū)域?qū)?yīng)的第二圖案區(qū)域；以及，與內(nèi)凹模圖案對應(yīng)的突出圖案單元。在第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域中設(shè)置了與多個網(wǎng)格模圖案對應(yīng)的多個網(wǎng)格圖案。
[0031]執(zhí)行將樹脂層硬化的工藝(S35)。此時，在其中樹脂層由熱固性聚合物構(gòu)成的情況下，通過向樹脂層施加熱量來將樹脂層硬化。在其中樹脂層是光固化聚合物的情況下，通過向樹脂層輻射紫外線來將樹脂層硬化。其后，可以通過將主模從樹脂層脫離來進行本發(fā)明的步驟S3 (S37)。
[0032]然后，在步驟S5中，在樹脂層的突出圖案上形成納米級金屬層。[0033]更具體地，首先將金屬沉積在網(wǎng)格圖案和突出圖案上。此時，沉積的金屬可以使用Al、Cr、Ag、Cu、N1、Co和Mo中的任何一種或其合金。然而,本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限于此。除此之夕卜，還可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)厥褂闷渌饘?。而且，金屬的沉積方法可以使用濺鍍方法、化學(xué)氣相沉積方法和蒸鍍方法中的至少一種方法。然而，這僅是一個實例。除了這些方法之外，還可以使用已經(jīng)開發(fā)和商業(yè)化的或者是可以根據(jù)未來的技術(shù)發(fā)展來實施的所有沉積方法。
[0034]同時，可以將沉積金屬的高度形成為超過網(wǎng)格圖案的間距值，并且可以在每個網(wǎng)格圖案和突出圖案上均勻地沉積金屬。這樣做是為了在后來的蝕刻工藝中容易地去除形成在網(wǎng)格圖案上的金屬。
[0035]在沉積完金屬之后，對于該金屬執(zhí)行濕蝕刻工藝，因此在金屬的暴露的三側(cè)處執(zhí)行等向性蝕刻。因此，在網(wǎng)格圖案上沉積的金屬被蝕刻掉，或者說，結(jié)合到網(wǎng)格圖案的部分被剝落，結(jié)果，在網(wǎng)格圖案上沉積的金屬被去除，但是在突出圖案上的金屬被保留，從而形成金屬層。在網(wǎng)格圖案上沉積的金屬被去除但是在突出圖案上的金屬卻保留從而形成金屬層的原因在于，在網(wǎng)格圖案上沉積的金屬與在濕蝕刻工藝期間所用的蝕刻溶液之間的接觸面積相對來說要大于在突出圖案上沉積的金屬與蝕刻溶液之間的接觸面積。因此，可以制造出具有本發(fā)明的納米圖案即包括納米圖案和納米級金屬層的透明襯底。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用濕蝕刻工藝時，即使在室溫下也可以進行該工藝，并且當(dāng)可以單獨地執(zhí)行主模的制造工藝時，能夠?qū)崿F(xiàn)工藝的靈活可變。而且，主?？梢砸恢北皇褂弥敝猎獾綋p壞為止，從而降低原材料的費用和生產(chǎn)成本。
[0037]而且，根據(jù)本發(fā)明，可以在透明襯底的寬區(qū)域上均勻地實現(xiàn)納米圖案，并且也可以在透明襯底上均勻地形成納米級金屬層。因此，有益的是，可以以低成本提供具有與ITO相等的導(dǎo)電率的透明襯底，并且可以產(chǎn)生作為ITO替代品出現(xiàn)的Ag網(wǎng)格的納米級圖案。因此，可以在諸如觸摸板、液晶裝置和太陽能電池等的不同領(lǐng)域中利用本發(fā)明。
[0038]圖3至圖9是大體圖示根據(jù)本發(fā)明的具有納米圖案的透明襯底的制造工藝的過程的示例性視圖。
[0039]參見圖3至圖9，如圖3中所示，制造出在上部形成多個納米級網(wǎng)格模圖案11的結(jié)構(gòu)10a。此時，可以使用空間光刻工藝來作為形成網(wǎng)格模圖案11的方法。這與關(guān)于圖2進行的解釋和描述相同。
[0040]其后，如圖4和圖5所示，通過經(jīng)由電子束光刻工藝來圖案化出在圖3中所示的結(jié)構(gòu)IOa來制造出具有至少一個或多個單元模圖案部分IOb的主模10。此時，單元模圖案部分IOb由第一模圖案區(qū)域13、第二模圖案區(qū)域17以及在第一模圖案區(qū)域13和第二模圖案區(qū)域17之間形成的內(nèi)凹模圖案15構(gòu)成。第一模圖案區(qū)域13和第二模圖案區(qū)域17具有多個網(wǎng)格模圖案11。
[0041]在此，內(nèi)凹模圖案15的寬度(B)被形成為比第一模圖案區(qū)域13的寬度(A)或第二模圖案區(qū)域17的寬度(C)更寬。更具體地，內(nèi)凹模圖案15的寬度(B)可以形成在200至IOOOnm的范圍中。第一模圖案區(qū)域13的寬度(A)或第二模圖案區(qū)域17的寬度(C)可以形成在50至IOOnm的范圍中。然而，本發(fā)明不限于此。而且，可以將內(nèi)凹模圖案15的凹陷深度形成為比網(wǎng)格模圖案11的高度更深。
[0042]然后，如圖6中所示，進行壓印工藝，使用主模(圖5中的10)來對形成在透明襯底20上的樹脂層39進行加壓，在該主模中形成有一個或多個單元模圖案部分10b。關(guān)于透明襯底20和樹脂層30的詳細說明與在圖1和圖2的說明中所述者相同，并且因此被省略。在施加光固化工藝或熱固化工藝之后主模(圖5中的10)從樹脂層30脫離，如圖7中所示，使得可以在樹脂層30上形成與單元模圖案部分(圖5和圖6中的IOb)對應(yīng)的一個或多個單元圖案部分30b。在此，單元圖案部分30b由第一圖案區(qū)域33、第二圖案區(qū)域37以及在第一圖案區(qū)域33和第二圖案區(qū)域37之間形成的突出圖案35構(gòu)成。第一圖案區(qū)域33和第二圖案區(qū)域37具有多個網(wǎng)格圖案31。
[0043]在此，可以將突出圖案35的寬度(E)形成為比第一圖案區(qū)域的寬度(D)或第二圖案區(qū)域37的寬度(F)更寬。更具體地，突出圖案35的寬度(E)可以形成在200至IOOOnm的范圍中。第一圖案區(qū)域33的寬度(D)或第二圖案區(qū)域37的寬度(F)可以形成在50至IOOnm的范圍中。然而，本發(fā)明不限于此。而且，將突出圖案35的高度形成為大于網(wǎng)格圖案31的高度。
[0044]然后，將金屬沉積在網(wǎng)格圖案31和突出圖案35上，并且通過濕蝕刻工藝來去除被沉積在網(wǎng)格圖案31上的金屬，使得可以在突出圖案35上形成納米級金屬層40，如圖8中所示。因此，可以獲得如圖9中所示的具有納米圖案的大面積透明襯底。
[0045]如上所述，在本發(fā)明的詳細說明中，已經(jīng)描述了本發(fā)明的詳細示例性實施例，應(yīng)當(dāng)顯而易見，技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下進行修改和改變。因此，應(yīng)當(dāng)明白，上述內(nèi)容用于說明本發(fā)明，不應(yīng)被理解為受限于所公開的特定實施例，并且對于所公開的實施例以及其他實施例的修改意欲被包括在所附的權(quán)利要求書及其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制造具有納米圖案的透明襯底的方法，所述方法包括: 在所述透明襯底上形成由透明材料構(gòu)成的樹脂層； 在所述樹脂層上形成至少一個或多個單元圖案部分，所述至少一個或多個單元圖案部分由第一圖案區(qū)域和第二圖案區(qū)域以及在所述第一圖案區(qū)域與所述第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案構(gòu)成，在所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域中形成有多個網(wǎng)格圖案；以及 在所述突出圖案上形成納米級金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述突出圖案的高度形成為大于所述網(wǎng)格圖案的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述突出圖案的寬度形成為比所述第一圖案區(qū)域的寬度或所述第二圖案區(qū)域的寬度更寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成至少一個或多個單元圖案部分包括: 制造主模，所述主模具有第一模圖案區(qū)域和第二模圖案區(qū)域以及由在所述第一模圖案區(qū)域與所述第二模圖案區(qū)域之間形成的內(nèi)凹模圖案構(gòu)成的至少一個或多個單元模圖案部分，在所述第一模圖案區(qū)域和所述第二模圖案區(qū)域中分別形成有多個網(wǎng)格模圖案； 通過壓印工藝在所述樹脂層上形成與在所述主模上形成的所述單元模圖案部分相對應(yīng)的所述單元圖案部分； 將所述樹脂層硬化；以及 將所述主模從所述透明襯底脫離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一模圖案區(qū)域的寬度或所述第二模圖案區(qū)域的寬度處于從50至IOOnm的范圍中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過空間光刻工藝來執(zhí)行所述形成網(wǎng)格模圖案的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過電子束光刻工藝來執(zhí)行所述形成內(nèi)凹模圖案的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述內(nèi)凹模圖案的寬度處于從200至1000nm的范圍中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形成金屬層包括:將金屬沉積在所述網(wǎng)格圖案和所述突出圖案上；以及，通過濕蝕刻工藝去除被沉積在所述網(wǎng)格圖案上的所述金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，被沉積的所述金屬的高度大于所述網(wǎng)格圖案的間距值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過濺鍍方法、化學(xué)氣相沉積方法和蒸鍍方法中的至少一種方法來執(zhí)行所述金屬的所述沉積。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述金屬層包括Al、Cr、Ag、Cu、N1、Co和Mo中的任何一種或其合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述樹脂層由熱固性聚合物或光固化聚合物構(gòu)成。
14.一種具有納米圖案的透明襯底，包括: 透明襯底；在所述透明襯底上形成并且由透明材料形成的樹脂層； 在所述樹脂層上形成的至少一個或多個單元圖案層； 在所述單元圖案層上形成的納米級金屬層，其中，所述單元圖案層由下述部分構(gòu)成:第一和第二圖案區(qū)域以及在所述第一圖案區(qū)域與所述第二圖案區(qū)域之間形成的突出圖案，在所述第一圖案區(qū)域和所述第二圖案區(qū)域中分別形成有多個網(wǎng)格圖案， 其中，所述金屬層被形成在所述突出圖案上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述突出圖案的高度被形成為大于所述網(wǎng)格圖案的高度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述突出圖案的寬度被形成為比所述第一圖案區(qū)域的寬度或所述第二圖案區(qū)域的寬度更寬。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述第一圖案區(qū)域的寬度或所述第二圖案區(qū)域的寬度被形成為處于從50至IOOnm的范圍中。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述突出圖案的寬度被形成為處于從200至1000nm的范圍中。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述金屬層包括Al、Cr、Ag、Cu、N1、Co和Mo中的任何一種或其合金。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的透明襯底，其中，所述樹脂層由熱固性聚合物或光固化聚合物構(gòu)成。`
【文檔編號】H01L21/027GK103503114SQ201280021740
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】李俊, 劉慶鐘, 李領(lǐng)宰, 金鎮(zhèn)秀 申請人:Lg伊諾特有限公司