DE102004049865A1

DE102004049865A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen

Info

Publication number: DE102004049865A1
Application number: DE102004049865A
Authority: DE
Inventors: Wei-Han Wang; Chia-Hung Lin; Yu-Lun Ho; Jen-Hua Wu
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-02-23
Also published as: TW200540103A; US20060027949A1; TWI243796B

Abstract

Es wird eine Mikrostrukturdruckvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Halteplatte, ein Substrat, eine verformbare Schicht, eine Form und eine Mikrowellenquelle umfasst, wobei die Mikrowellen, welche von der Mikrowellenquelle ausgesendet werden, auf das Substrat wirken, wobei die verformbare Schicht und die Form zum Aufheizen der verformbaren Schicht sowie zum Aufweichen der verformbaren Schicht vorgesehen sind. Das Substrat weist eine verformbare Schicht auf und ist an der Halteplatte vorgesehen. Die Form ist an einer mit der Position des Substrates und der Halteplatte korrespondierenden Position angeordnet, so dass die Form auf die verformbare Schicht zum Musterübertragen pressbar ist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. Ferner wird ein Verfahren zum Mikrostrukturdrucken vorgeschlagen. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind geeignet, den thermischen Zustand einer verformbaren Schicht in kürzester Zeit durch elektromagnetische Wellen zu steigern, so dass die verformbare Schicht in kürzester Zeit aufgeheizt und aufgeweicht werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen.
Das gegenwärtige Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen umfasst üblicherweise mehrere unterschiedliche Verfahrensschritte, wobei einer dieser Verfahrensschritte ein Flachdruck ist, und wobei vorzugsweise ein optischer Flachdruck-Verfahrensschritt verwendet wird. Jedoch ist die Auflösung des optischen Flachdruckes durch die natürliche Diffraktion begrenzt, so dass es schwierig ist, eine Mikrostruktur von unter 100 nm oder 100 μm oder dergleichen Bereich zu erzeugen. In letzter Zeit wurde die Flachdrucktechnologie wieder eingesetzt, um den bekannten Flachruck für Halbleiteranordnungen zu ersetzen, da das zusammengepresste thermoplastische Polymerformen verwendende Nano-Flachdruck-Verfahren (NIL) eine Massenherstellungs-Technologie ist.
Es sind verschiedenen Hauptverfahrensschritte bei einem Mikrostrukturdruckverfahren vorgesehen, wie z.B. Heizen, Pressen, Kühlen und Endformen, wobei das Heizen und Kühlen etwa 70 % des Herstellungszeitzyklus eines typischen Druckverfahrens in Anspruch nimmt. Der Durchsatz und die Herstellungsgeschwindigkeit des Verfahrens können signifikant gesteigert werden, wenn die Effektivitäten des Heizens und des Kühlens erhöht werden.
Im Allgemeinen ist die Gesamtmasse der erhitzten Gegenstände ein wichtiger Faktor, welcher den Wirkungsgrad des Heizens sowie das Vorsehen der starken Heizquelle beeinflusst. Die elektrothermische Heizeinrichtung ist die am meisten verwendete Heizeinrichtung bei einem bekannten Mikrostrukturdruckverfahren. Die elektrothermische Heizeinrichtung, wie z. B. das elektrothermische Heizrohr, welches in 1 gezeigt ist, und die elektrothermische Heizplatte, welche in 2 dargestellt ist, sind in der Lage, eine stabile Heizquelle vorzusehen, jedoch wird ein elektrothermisches Gerät benötigt, um in Kontakt mit dem thermischen Material zu sein. In diesem Zusammenhang wird ein denkbarer Wert von erhitzten Gegenständen bei dem elektrothermischen Heizprozess erzeugt, welcher für die thermische Deformation angreifbar ist. Zusätzlich kann eine starke Heizquelle für die zu erhitzenden Gegenstände erheblich die Heizrate steigern, wobei die Temperaturverteilung bei den erhitzten Gegenständen nicht homogen gehalten werden kann und immer ein thermischer Mustereffekt auftreten könnte.

Die Druckschrift WO 01/63361 offenbart eine Vorrichtung zum homogenen Erhitzen eines Gegenstandes. Die Vorrichtung umfasst eine adiabatische Platte, eine Heizschicht, eine elektrisch isolierte Platte und eine Halteplatte, wobei die Heizschicht mit einer Stromquelle verbunden ist. Die Heizschicht ist eine dünne Schicht aus Graphit mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit und ist in der Lage, thermische Energie zu erzeugen, während sie mit einer elektrischen Stromquelle verbunden ist. Die unter der thermischen Schicht angeordnete adiabatische Platte wird hohen Temperaturen ausgesetzt und erzielt rückstrahlende thermische Energie, welche von der Heizschicht abgegeben wird, so dass praktisch sämtliche thermische Energie auf die Halteoberfläche geleitet wird. In diesem Zusammenhang ist die aus der Druckschrift WO 01/63361 of fenbarte Vorrichtung in der Lage, ein homogenes Heizen an einem Substrat und einer formbaren Schicht, welche auf dem Substrat angeordnet ist, zu bilden. Gemäß einer Ausgestaltung der aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Vorrichtung kann die Heizschicht durch eine Strahlungslampe oder durch Ultraschalleinrichtungen geheizt werden, wobei die Wellenlänge einstellbar ist, so dass diese von oder in der Heizschicht absorbiert wird. Der Heizeffekt der Vorrichtung aus der Druckschrift WO 01/63361 ist besser als der Heizeffekt bei einem üblichen elektrothermischen Heizrohr oder einer elektrothermischen Platte, da diese eine dünne Heizschicht mit geringer Masse verwenden, welche aus einem Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten und aus einem geeigneten hohen elektrischen Widerstand gefertigt sind. Jedoch kann das Aufheizen eines Gegenstandes durch das Vorsehen des Gegenstandes direkt auf der Halteoberfläche einer Heizschicht weiterverbessert werden.

Zusammenfassend ergeben sich bei den bekannten Vorrichtungen zum Drucken von Mikrostrukturen und den entsprechenden Verfahren folgende Nachteile:

1. Sämtliche bekannte Verfahren verwenden Mittel zur Wärmeleitung, um die formbare Schicht indirekt durch ein geheiztes Zwischenmedium aufzuheizen, dass die indirekte Heizeinrichtung während der Wärmeleitung thermische Energie verliert, wobei die indirekte Heizeinrichtung ferner einen geringen Heizwirkungsgrad hat, da die Masse des thermischen Materials, welches bei der indirekten Heizeinrichtung erforderlich ist, im Vergleich sehr groß ist.
2. Die bekannten Verfahren verwenden elektrothermische Einrichtungen zum Aufheizen eines Zwischenmediums, wobei der thermische Mustereffekt auftreten kann, wenn ein ungeeignetes Zwischenmedium verwendet wird und eine nicht homogene Temperaturverteilung aufweist, so dass die Präzision der Musterübertragung beeinflusst wird, und ferner die Dimension des zu übertragenden Musters durch die geringe Präzision begrenzt wird.
3. Die bekannten Verfahren verwenden Wärmeleitungsmittel, welche einen vergleichbar hohen Wert an thermischem Material benötigen, welches eine lange Zeit benötigt, um aufgewärmt oder abgekühlt zu werden, so dass die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit beeinflusst wird, da die Zeit zum Durchführen eines Verfahrenszyklus relativ lang ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen, bei der Musterübertragung vorzuschlagen, welche den thermischen Zustand einer formbaren Schicht in kürzester Zeit verändern können und zudem einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 7 gelöst und bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruches 15 bzw. 21 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Demnach wird im Rahmen einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken, insbesondere von Mikrostrukturen, für die Musterübertragung und ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen, welche in der Lage sind, den thermischen Zustand einer verformbaren bzw. deformierbaren Schicht in kurzer Zeit durch elektromagnetische Wellen zu steigern, so dass die verformbare Schicht in kürzester Zeit ohne die Verwendung von Wärmeleitungseinrichtungen aus dem Stand der Technik erhitzt werden kann, wobei die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den Wärmeverlust beim Heizen oder Aufheizen reduzieren kann und die Heizrate der verformbaren Schicht verbessern kann.

Eine nächste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung zum Drucken von Mikrostrukturen zur Musterübertragung und ein entsprechendes Verfahren dafür vorschlagen, welches nur eine vergleichsweise geringe Masse von thermischem Material benötigt, so dass eine bevorzugte Heizeffizienz erreicht wird.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Ansicht eines elektrothermischen Heizrohres einer bekannten Heizeinrichtung zum Mikrostrukturdrucken;
2 eine dreidimensionale Ansicht einer elektrothermischen Heizplatte einer bekannten Heizeinrichtung zum Mikrostrukturdrucken;
3 eine schematische Ansicht einer ersten möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Drucken von Mikrostrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Mikrostrukturdrucken gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine weitere schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Drucken von Mikrostrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zum Mikrostrukturdrucken gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung zum Mikrostrukturdrucken gemäß der vorliegenden Erfindung; und
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Mikrostrukturdrucken gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 3 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Mikrostrukturdrucken gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Mikrostrukturdruckvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halteplatte 300, ein Substrat 301, eine formbare Schicht 302, eine Form 303, eine Mikrowellenquelle 304 und eine Wellenführungseinrichtung 305, wobei die Wellenführungseinrichtung 305 als Zwischenmedium zum Übertragen der von der Mikrowellenquelle 304 ausgegebenen Mikrowellen vorgesehen ist, wobei das Substrat 301 eine Schicht einer deformierbaren Schicht 302 aufweist, welche auf der Halteplatte 300 angeordnet ist, wobei die Form 302 mit einer unter 100 nm oder 100 μm oder dergleichen Bereich dimensionierten Struktur an einer Position angeordnet ist, welche mit der Position des Substrates 301 und der Position der Halteplatte 300 korrespondiert. Da das Substrat 301, die verformbare Schicht 302 und die Form 303 in der Lage sind, wenigstens einen Teil der Mikrowellenenergie zur gleichen Zeit zu absorbieren, kann die aufgenommene Mikrowellenenergie in thermische Energie durch das Substrat 301, die verformbare Schicht 302 und die Form 301 umgewandelt werden, um die verformbare Schicht 302 aufzuweichen. Gemäß der vorgenannten Beschreibung kann die vorliegende Erfindung die verformbare Schicht 302 in kürzester Zeit aufheizen, ohne dass es erforderlich ist, den Wärmeleitungs effekt anzuwenden, oder das Aufheizen von thermischem Material erforderlich ist.
Mikrowellen sind ein Heizvolumenverfahren zum Erzeugen von thermischer Energie, welche effizienter ist als bekannte Heizverfahren, welche die Wärmeleitung verwenden. Der Energieverbrauch von Mikrowellen ist proportional zu der Masse des zu erwärmenden Gegenstandes und der Heizzeit. Bei einem Mikrostrukturdruckverfahren sind das Substrat 301, die verformbare Schicht 302 und die Form 303 relativ dünn ausgeführt, so dass sie eine vergleichsweise geringe Masse haben, so dass es nicht erforderlich ist, eine Mikrowellenquelle 304 mit großer Leistung in der Vorrichtung gemäß 3 zu verwenden.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein ausgewählter Gegenstand aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat 301, die verformbare Schicht 302 und die Form 303 umfasst, aus einem Material, welches zur Energieabsorption von elektromagnetischen Wellen geeignet ist. Jedoch im Betrieb kann, wenn kein geeignetes Material für die Energieabsorption von elektromagnetischen Wellen der Begrenzung des Herstellungsverfahrens oder der Produkteigenschaften verwendet werden kann, die Heizeffizienz der verformbaren Schicht beeinflusst werden. In diesem Zusammenhang schlägt die vorliegende Erfindung eine andere Vorrichtung vor, welche gemäß einer zweiten Ausführungsform in 4 gezeigt ist.
Gemäß 4 ist eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform einer Mikrostruktur-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Mikrostruktur-Druckvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Halteplatte 400, ein Substrat 401, eine Mikrowellenzwischenmediumsschicht 4011, eine verformbare Schicht 402, eine Form 403, eine Mikrowellenquel le 404 und eine Wellenführungseinrichtung 405. Die Konfiguration und die Funktionen der Halteplatte 400, des Substrats 401, der verformbaren Schicht 402, der Form 403, der Mikrowellenquelle 404 und der Wellenführungseinrichtung 405 sind die gleichen wie in 3, so dass sie nicht weiter beschrieben werden. Dennoch ist die Mikrowellenzwischenmediumsschicht 4011 die verwendete Haupteinheit zum Umwandeln von Mikrowellenenergie in thermische Energie. Die Mikrowellenzwischenmediumsschicht 4011 kann zwischen dem Substrat 401 und der verformbaren Schicht 402 angeordnet sein, wie dies in 4 dargestellt ist. Darüber hinaus kann, wie in 5 gezeigt, die Mikrowellenzwischenmediumsschicht 5011 an die Innenseite der verformbaren Schicht 502 integriert sein, welche in unmittelbarer Nähe der Form 503 angeordnet ist.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann die Mikrowellenzwischenmediumsschicht 4011 und 5011 wenigstens einen Abschnitt der Mikrowellenenergie zum Umwandeln in thermische Energie absorbieren, wobei ferner die umgewandelte thermische Energie an die verformbare Schicht 402 zum Aufweichen der verformbaren Schicht 402 übertragen wird.
Die Mikrowellenquelle, welche bei der ersten Ausführung und bei der zweiten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Art von elektromagnetischer Wellenquelle. Eine andere Art von elektromagnetischen Wellenquellen ist bei der dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Gemäß 6 wird eine schematische Ansicht einer dritten Ausführung einer Mikrostrukturdruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Mikrostrukturdruckvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat 601, eine verformbare Schicht 602, eine Form 603, einen Satz von Elektroden 604 und eine Hochfrequenzwellenquelle 605. Die Konfiguration und die Funk tionen des Substrates 601, der verformbaren Schicht 602 und der Form 603 sind ähnlich zu denen in 3, so dass diese nicht weiter beschrieben werden. Trotzdem wird der Satz Elektroden 604 als Quelle zum Produzieren eines elektromagnetischen Feldes verwendet, welches jeweils an der Seite des Substrates 601 und der Form 603 angeordnet ist, wie dies in 6 dargestellt ist.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird die Hochfrequenzwellenquelle 605 bei der Erfindung als Mikrowellenquelle verwendet. Der Satz Elektroden 604 wird als Quelle verwendet, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, das jeweils an der Seite des Substrates 601 und der Form 603 angeordnet ist, wie dies in 6 dargestellt ist. Die Stromquelle 6031 erzeugt Strom an den Elektroden 604 über das Kabel 606, so dass ein elektromagnetisches Feld zwischen den beiden Elektroden 604 erzeugt werden kann. Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat 601, die verformbare Schicht 602 und die Form 603 umfasst, ausgewähltes Element aus einem Material gefertigt, welches geeignet ist, einen Teil der Energie des elektromagnetischen Feldes zu absorbieren und in thermische Energie umzuwandeln, so dass die verformbare Schicht 602 erhitzt und aufgeweicht wird.
Gemäß 7 wird eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Mikrostrukturdruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Mikrostrukturdruckvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Förderband 700, ein Substrat 701, eine verformbare Schicht 702, eine Walzenform 703 und eine Mikrowellenquelle 705, wobei das Substrat 701 mit einer darauf ausgebildeten deformierbaren Schicht 703 an dem Förderband 700 angeordnet ist, wobei die Walzenform 703 ein kontinuierliches Nanomuster, welches an einer korrespondierenden Position zu dem Förderband 700 angeordnet ist, bildet. Das Substrat 701 mit der verformbaren Schicht 702 darauf ist zwischen der Walzenform 703 und dem Förderband 700 angeordnet, so dass das Nanomuster der Walzenform 703 auf die verformbare Schicht 702 gedruckt wird, während die Walzenform 703 infolge der Bewegung des Förderbandes 700 gedreht wird. Die vierte Ausführungsform der Erfindung ist geeignet für die Massenproduktion. Bei der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat 701, die verformbare Schicht 702 und die Walzenform 703 umfasst, ausgewähltes Objekt aus einem Material gefertigt, welches zur Absorption eines Teiles der Mikrowellenenergie geeignet ist und diese in thermische Energie umwandelt, so dass die verformbare Schicht erwärmt und aufgeweicht wird.
Das Musterübertragungsverfahren gemäß der ersten, der zweiten und der dritten Ausführungsform ist ein Kompressionsverfahren, welches durch eine Pressbewegung erreicht wird. Jedoch wird die Musterübertragung bei der vierten Ausführungsform durch ein Kompressionsverfahren erreicht, welches durch eine Roll- und eine Pressbewegung erreicht wird.
Gemäß 8 ist ein Ablaufdiagramme eines Mikrostrukturdruckverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Mikrostrukturdruckverfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
Verfahrensschritt 800: Bereitstellen von Mikrowellen, einer Form und eines Substrates, wobei auf dem Substrat eine verformbare Schicht gebildet ist und wobei wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat, die verformbare Schicht und die Form umfasst, ausgewählter Gegenstand aus einem Material gefertigt ist, welches zum Absorbieren von Mikrowellen geeignet ist.
Verfahrensschritt 801: Absorbieren der Mikrowellen und Umwandeln der Mikrowellen in thermische Energie, wobei während des Verfahrens, gleichgültig ob eine Mikrowelle oder eine Hochfrequenzwelle als elektromagnetische Wellenquelle verwendet wird, wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat, die verformbare Schicht und die Form umfasst, ausgewählter Gegenstand aus einem Material gefertigt ist, welches zum Absorbieren der elektromagnetischen Wellen und dem direkten Umwandeln der elektromagnetischen Wellen in thermische Energie geeignet ist, so dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die verformbare Schicht in kürzester Zeit aufweichen kann, ohne dass die Verwendung der Wärmeleitung oder des Aufwärmens eines thermischen Materials erforderlich ist.
Verfahrensschritt 802: Durchführen des Mikrostrukturdruckverfahrens zum Übertragen der Muster auf die verformbare Schicht. Da die von den elektromagnetischen Wellen umgewandelte thermische Energie die deformierbare Schicht in kürzester Zeit aufheizen kann und zudem der Aufbau der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, die Wärme in kürzester Zeit abzuführen, kann die Durchlauf zeit bei dem Mikrostrukturdruckverfahren effektiv verkürzt werden.
Es können genannte Verfahrensteilschritte oder dergleichen weggelassen und auch hinzugefügt werden, sodass auch andere beliebige Kombinationen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich sind.
Zusammenfassend schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Mikrostrukturdrucken für Musterübertragungen vor, welche geeignet sind, den thermischen Zustand einer verformbaren Schicht in kürzester Zeit durch elektromagnetische Wellen zu steigern, so dass die verformba re Schicht in kürzester Zeit erwärmt werden kann und ferner die verformbare Schicht aufgeweicht werden kann. Die Erfindung kann Ausgestaltungen mit spezifischen Formen vorsehen, ohne den Erfindungsgedanken oder wesentliche Merkmale zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind wie dargestellt zu betrachten und nicht beschränkt, wobei der Umfang der Erfindung, wie durch die anhängenden Ansprüche gezeigt, vielmehr durch die vorgenannte Beschreibung und sämtliche Veränderungen, welche im Bereich der Äquivalenz der Ansprüche sind, von diesen umfasst werden.
Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zum Ziel der Offenbarung dargelegt ist, sind weitere Modifikationen der offenbarten Ausführungsform der Erfindung sowie weitere Ausführungsformen davon umfasst. Demgemäß sind die anhängenden Ansprüche bestimmt, um sämtliche Ausführungsformen abzudecken, welche nicht den Erfindungsgedanken und den Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen.
Es wird eine Mikrostrukturdruckvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Halteplatte, ein Substrat, eine verformbare Schicht, eine Form und eine Mikrowellenquelle umfasst, wobei die Mikrowellen, welche von der Mikrowellenquelle ausgesendet werden, auf das Substrat wirken, wobei die verformbare Schicht und die Form zum Aufheizen der verformbaren Schicht sowie zum Aufweichen der verformbaren Schicht vorgesehen sind. Das Substrat weist eine verformbare Schicht auf und ist an der Halteplatte vorgesehen. Die Form ist an einer mit der Position des Substrates und der Halteplatte korrespondierenden Position angeordnet, so dass die Form auf die verformbare Schicht zum Musterübertragen pressbar ist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. Ferner wird ein Verfahren zum Mikrostrukturdrucken vorgeschlagen. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind geeignet, den thermi schen Zustand einer verformbaren Schicht in kürzester Zeit durch elektromagnetische Wellen zu steigern, so dass die verformbare Schicht in kürzester Zeit aufgeheizt und aufgeweicht werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen, umfassend: ein Substrat (301, 601, 701); eine verformbare Schicht (302, 602, 702); eine Form (303, 603, 703), und eine elektromagnetische Wellenquelle (304, 604, 704), welche die Energie zum Aufweichen der verformbaren Schicht (302, 602, 702) bereitstellt; wobei die Form (303, 603, 703) an einer Position angeordnet ist, welche mit der Position des Substrates (301, 601, 701) korrespondiert, um die Form (303, 603, 703) auf die verformbare Schicht (302, 602, 702) zu pressen, wodurch ein Mikrostrukturdruckverfahren durchführbar ist, und wobei wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat (301, 601, 701), die verformbare Schicht (302, 602, 702) und die Form (303, 603, 703) umfasst, ausgewählter Gegenstand aus einem Material gefertigt ist, welches zur Energieabsorbierung der elektromagnetischen Wellen geeignet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Pressen der Form (303, 603, 703) auf die verformbare Schicht (302, 602, 702) eine translatorische Druckbewegung aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Pressen der Form (303, 603, 703) auf die verformbare Schicht (302, 602, 702) eine Rotationsdruckbewegung aufbringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (303, 603, 703) eine Vielzahl von etwa unter 100 μm Muster auf seiner Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, welches zur Energieabsorption der elektromagnetischen Wellen geeignet ist, eine Mischung aus einem elektromagnetischen Wellenabsorptionsmittel und/oder einer aus zumindest einem Material aus der folgenden Gruppe, welche Polymere, Metalle, Halbleiter und Keramiken umfasst, ausgewählte Substanz ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Frequenz der elektromagnetischen Wellen etwa ein Bereich zwischen 300 KHz und 300 GHz gewählt ist.
Vorrichtung als Frequenz der elektromagnetischen Wellen etwa ein Bereich zwischen 300 kHz und 300 GHz gewählt ist zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen, umfassend: ein Substrat (401, 501); eine verformbare Schicht (402, 502); eine Form (403, 503), und eine elektromagnetische Wellenquelle (404, 504), welche die Energie zum Aufweichen der verformbaren Schicht (402, 502) bereitstellt; und eine elektromagnetische Wellenzwischenmediumsschicht (4011, 5011), welche zwischen dem Substrat (401, 501) und der Form (403, 503) angeordnet ist, welche geeignet ist, wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Energie zu absorbieren, welche von der elektromagnetischen Wellenquelle (404, 504) ausgebbar ist und diese Energie in thermische Energie umzuwandeln; wobei die Form (403, 503) an einer Position korrespondierend mit der Position des Substrates (401, 501) angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass die Form (403, 503) auf die verformbare Schicht (402, 502) zum Durchführen des Druckverfahrens pressbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Pressen der Form (403, 503) auf die verformbare Schicht (402, 502) eine translatorische Druckbewegung aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Pressen der Form (403, 503) auf die verformbare Schicht (402, 502) eine Rotationsdruckbewegung aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (403, 503) eine Vielzahl von etwa unter 100 μm Muster auf seiner Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Schicht (402, 502) aus einer Mischung eines elektromagnetischen Wellenabsorptionsmittels und einer Substanz gefertigt ist, welche zumindest aus einem Polymer, einem Metall, einem Halbleiter und/oder Keramik hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare elektromagnetische Wellenzwischenmediumsschicht (4011, 5011) zumindest eine Schicht eines Zwischenmediums umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der elektromagnetischen Wellenzwischenmediumsschicht (4011, 5011) eine Mischung aus einem elektromagnetischen Wellenabsorptionsmittel und einer Substanz gefertigt ist , welche wenigstens ein Polymer, ein Metall, ein Halbleiter und/oder einen Keramikwerkstoff umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Frequenz der elektromagnetischen Wellen etwa ein Bereich zwischen 300 KHz und 300 GHz gewählt ist.
Verfahren zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen, umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte: Vorsehen einer elektromagnetischen Wellenquelle (304, 404, 504, 604, 704), einer Form (303, 403, 503, 603, 703) und eines Substrates (301, 401, 501, 601, 701), wobei das Substrat (301, 401, 501, 601, 701) eine verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) aufweist, wobei wenigstens ein aus der folgenden Gruppe, welche das Substrat (301, 401, 501, 601, 701), die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) und die Form (303, 403, 503, 603, 703) umfasst, ausgewählter Gegenstand aus einem Material gefertigt ist, welches zur Absorption wenigstens eines Teiles der elektromagnetischen Energie und zum Umwandeln der elektromagnetischen Energie in thermische Energie ermöglicht, um die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) aufzuweichen; Durchführen des Druckverfahrens zum Übertragen der Muster auf die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) durch Pressen der Form (303, 403, 503, 603, 703) auf die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (303, 403, 503, 603, 703) auf die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) mittels einer translatorischen Druckbewegung gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (303, 403, 503, 603, 703) mittels einer rotatorischen Pressbewegung auf die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) gepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (303, 403, 503, 603, 703) eine Vielzahl von etwa unter 100 μm Muster auf ihrer Oberfläche aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Schicht (302, 402, 502, 602, 702) aus einem Gemisch eines elektromagnetischen Wellenabsorptionsmittels und einer Substanz hergestellt wird, welche zumindest ein Polymer, ein Metall, ein Halbleiter und/oder einen Keramikwerkstoff umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Frequenz für die elektromagnetischen Wellen etwa ein Bereich zwischen 300 KHz und 300 GHz gewählt wird.
Verfahren zum Drucken, insbesondere zum Drucken von Mikrostrukturen, umfassend zumindest folgende Verfahrensschritte: Bereitstellen von elektromagnetischen Wellen, einer Form, einer elektromagnetischen Wellenzwischenmediumsschicht (4011, 5011) und eines Substrates (401, 501), wobei auf seiner Oberfläche des Substrates (401, 501) eine verformbare Schicht (402, 502) vorgesehen wird, und wobei die elektromagnetische Wellenzwischenmediumsschicht (4011, 5011) in der Lage ist, wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Energie zu absorbieren und in thermische Energie umzuwandeln, um die verformbare Schicht (402, 502) aufzuweichen; Durchführen eines Mikrostrukturdruckverfahrens zum Übertragen der Muster auf die verformbare Schicht (402, 502) durch Pressen der Form (403, 503) auf die verformbare Schicht (402, 502).
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (403, 503) auf die verformbare Schicht (402, 502) mittels einer translatorischen Druckbewegung gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (403, 503) mittels einer rotatorischen Pressbewegung auf die verformbare Schicht (402, 502) gepresst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (403, 503) eine Vielzahl von etwa unter 100 μm Muster auf ihrer Oberfläche aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die verformbare Schicht (402, 502) aus einem Gemisch eines elektromagnetischen Wellenabsorptionsmittels und einer Substanz hergestellt wird, welche zumindest ein Polymer, ein Metall, ein Halbleiter und/oder einen Keramikwerkstoff umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass als Frequenz für die elektromagnetischen Wellen etwa ein Bereich zwischen 300 KHz und 300 GHz gewählt wird.