KR101587224B1 - 지지 부재상에 매달린 초박형 시이트의 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 재료의 초박형 시이트(26)를 포함하는 제품(2)의 제조 방법으로서, 그 방법은 초박형 시이트를 기판(20)상에 두는 단계, 초박형 시이트의 측부 영역들이 지지 부재와 기판 사이에 개재되고 지지 부재에 부착되도록 초박형 시이트의 측부 영역들 상에 지지 부재를 형성하는 단계 및, 용매를 이용하는 용해 단계 또는 증발에 의해서 기판을 제거하여, 제품을 남기는 단계를 포함한다. 초박형 시이트는 그 주위 둘레에서 지지되고, 초박형 시이트가 임의의 다른 재료와 접촉하지 않는 중앙 영역을 가진다.

Description

지지 부재상에 매달린 초박형 시이트의 형성 방법{Method of forming an ultra-thin sheet suspended on a support member}
본 발명은 초박형 시이트를 장착하는 방법에 관한 것이며, 지지 부재상의 초박형 시이트 형태인 제품에 관한 것이다.
초박형 시이트(ultra-thin sheet)라는 용어는 여기에서 평균 두께가 100 nm 를 초과하지 않는 재료의 시이트를 나타내도록 이용된다. 초박형 시이트는 플레이크(flake)로 지칭될 수도 있으며, 이들 2 가지 용어는 서로 번갈아 사용될 수 있다.
극단적으로는 초박형 시이트가 단원자로서(monoatomically) 얇을 수 있다.
단원자로서의 시이트로서 생산될 수 있는 재료의 일 예는 그래펜(graphene)으로서, 이것은 J.C 마이어, A.K, 게임, M.I. 캐스넬슨, K.S. 노보셀로브, T.J. 부스 및 S. 로스에 의해서 Nature, 556, 60 (2007) Letters (URL doi:10.1038/nature 05545)에 개시되어 있다.
비록 초박형 시이트들이 주목할만한 기계적 특성들을 가질 수 있을지라도, 그들의 극단적인 두께 때문에, 그것을 취급하는 것은 상당한 난제를 나타내는 것이 사실이다.
위에서 주어진 Nature 참고에 대한 보충 정보(Supplementary Information)에 따르면, 그래펜 플레이크(graphen flake)는 마이크로기계적 틈새(cleavage)에 의해 산화 실리콘의 상부에 마련된다. 다음에 금속 격자(3 nm Cr, 100 nm Au)가 전자 비임 리소그래피를 이용하여 플레이크의 상부에 침착된다. 그 이후에 기판의 갈라진 면이 플레이크의 50㎛ 이내에 있도록 기판이 갈라진다. 다음에 샘플은 몇시간 동안 60℃ 의 15 % 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH)내에 잠기는데, 이것은 벌크 실리콘(bulk silicon)을 에칭시켜서, 격자를 언더커팅(undercutting)한다. 에칭은 광학 현미경을 통해 모니터되고, 격자의 충분한 부분이 오버행(overhang)된 이후에 정지된다. 나머지의 SiO2 층은 6 % 의 버퍼링된 플루오르화 수소산(HF)에서 35 분 동안 제거된다. 다음에 그 부분들을 취급하는데 있어서, 그리고 건조 매체내의 표면 장력에 의해 플레이크가 손상되는 것을 방지하도록 그것을 건조하는데 있어서 많은 주의가 필요하다. 다음에 샘플은 물, 이소프로파놀, 아세톤으로 전달되고, 마지막으로 중대한 지점의 건조를 위해서 액체 이산화탄소로 전달된다.
이러한 공지의 과정은 그래펜 플레이크를 포착하지만, 단점을 가진다. 이러한 방식으로 기판의 가장자리로부터 격자를 노출시키는 것은 격자가 기판의 작은 부분에 부착되어 유지되는 것을 필요로 한다. 기판의 이러한 작은 부분은 격자의 취급을 위해서 (따라서 그래펜의 취급을 위해서) 필요하지만, 그것의 측방향 치수(통상적으로 1 mm)는 격자의 치수(통상적으로 10㎛)를 크기의 2 차수(two orders of magnitude) 만큼 초과하기 때문에, 그래펜/격자 구조의 이용성이 제한된다. 상기의 남겨진 기판은 처리 기술의 소망스럽지 않은 가공품이다. 예를 들어, 이것은 (얇은 (50㎛) 원형 포일을 취하도록 설계된) 투과 전자 현미경에 구조체를 삽입하는 것을 복잡하게 하며, 부숴지기 쉽고 무른 것은 취급되는 동안에 파괴에 의한 손상을 받기 쉽다. 이러한 단점은 그래펜 플레이크가 이용될 수 있는 용도를 제한한다. 더욱이, 에칭 단계들은 주의 깊은 제어를 필요로 한다. 테트라메틸 암모늄 수산화물 및 수소 플루오라이드와 같은 능동적인 에칭 용액들의 이용은 소망스럽지 않다. 격자는 오직 일 측으로부터만 지지된다. 따라서 접촉에 의해 쉽사리 파괴되고, 젖은 격자가 건조해지는 것이 허용된다면 표면 장력의 힘에 의해서 손상될 것이며, 외부 진동에 의해서 쉽사리 영향을 받을 것이다.
본 발명의 목적은 그래펜 및, 다른 초박형 시이트를 취급 및/또는 장착시키기는 향상된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 초박형 시이트의 재료를 구비하는 제품의 제조 방법이 제공되는데, 상기 방법은 초박형 시이트를 기판상에 제공하는 단계, 초박형 시이트의 측방향 영역들이 지지 부재와 기판 사이에 끼워지고 지지 부재에 부착되도록 초박형 시이트의 측방향 영역들상에 지지 부재를 형성하는 단계 및, 제품을 남기도록 기판을 제거하는 단계를 포함한다. 제거 단계는 첨부된 도면에서 도 2x), A, B 및 C 에 예시되어 있다.
기판은 증발에 의해서 제거될 수 있다.
기판은 용매를 이용하여 용해 단계에 의해서 제거될 수 있다.
초박형 시이트는 기판상으로 놓여질 수 있다. 예를 들어, 그것은 하나의 위치에서 사전 성형될 수 있고, 상이한 위치에서 기판상에 적용될 수 있다. 다른 구현예에서 초박형 시이트는 기판상의 제위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 그것은 기판상에 에피탁시(epitaxially)로써 성장될 수 있다.
바람직스럽게는 지지 부재가 초박형 시이트의 측방향 영역들상에서 뿐만 아니라, 기판상의 제 위치에 형성된다.
바람직스럽게는 초박형 시이트가 상기 측방향 영역들의 내측으로 적어도 하나의 영역을 가지는데, 그 내측으로의 영역은 그 어떤 다른 재료가 위에 놓이지 않는다. 즉, 그러한 영역 또는 그러한 영역들에는 오직 초박형 시이트만이 존재하는데, 그것을 여기에서는 자유 영역(free region)으로 호칭할 것이다.
지지 부재는 중앙 영역 및, 그 둘레에 주위 영역을 가질 수 있다. 주위 영역은 예를 들어 고리 형상이거나, 타원 형상이거나, 다각형 형상일 수 있다. 주위 영역은 초박형 시이트의 측방향 영역들에 부착된다. 주위 영역은 초박형 시이트의 측방향 영역들과 무한 접촉(endless contact)을 만들 수 있다; 예를 들어, 고리형, 타원형 또는 다각형 둘레에 전체적으로 접촉을 만들 수 있다. 바람직한 일 구현예에서, 지지 부재는 중앙 영역에 아무런 부분들이 없으며, 이것은 자유 부위(free area)가 된다. 다른 구현예에서, 하나 또는 그 이상의 지지부들을 가지며, 예를 들어 그 안으로 연장된 바아(bar)들을 가져서, 복수개의 자유 부위들을 가진다. 그러나, 그 어떤 구현예에서도, 적어도 500 ㎛2 의 초박형 시이트의 자유 부위가 있고, 바람직스럽게는 적어도 1,000 ㎛2, 바람직스럽게는 적어도 2,000 ㎛2 및, 가장 바람직스럽게는 적어도 5,000 ㎛2 인 자유 부위가 있는 것이 적절하다. 자유 부위는 초박형 시이트의 측부 범위에 의해서만 제한된다. 대조적으로, 위에서 참조된 Nature 지의 보충적인 정보에 개시된 방법을 통하여 제조된 자유 부위들은 10-100 ㎛2 범위에 있다.
바람직스럽게는, 지지 부재의 두께가 적어도 10 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 적어도 15 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 적어도 25 ㎛ 이다.
바람직스럽게는 지지 부재의 두께가 최대 100 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 최대 80 ㎛ 이고, 가장 바람직스럽게는 최대 50 ㎛ 이다.
바람직스럽게는 기판의 두께가 적어도 50 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 적어도 100 ㎛ 이고, 가장 바람직스럽게는 적어도 250 ㎛ 이다.
바람직스럽게는 기판의 두께가 최대 5 mm 이고, 바람직스럽게는 최대 2 mm 이고, 가장 바람직스럽게는 최대 750 ㎛ 이다.
기판은 도 2x 에서 첨부된 도면의 경로(c)에 도시된 바와 같이, 전체적으로 용매내에서 용해될 수 있거나 또는 증발될 수 있다. 기판은, 그 일부를 제거하도록 갈라질 수 있고, 다음에 나머지를 증발시키도록 가열되거나, 또는 나머지를 용해시키도록 용매에 들어갈 수 있는 재료이다. 예를 들어 기판은 불활성의, 안정된, 평탄 재료일 수 있으며, 바람직스럽게는 폴리싱(polishing)될 수 있는 재료이다. 적절한 재료는 실리콘 및 실리콘 탄화물을 포함하는 세라믹, 금속 및 폴리머들을 포함한다. 기판은 비도전성일 수 있다. 이것은 일부 구현예들에서 도전성일 수 있고, 이것은 이후에 설명될 전기화학적 침착 과정들을 용이하게 할 수 있다. 기판이 바람직스럽게는 결정질 재료이지만, 특정의 구현예들에서는 비 결정질일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 기판은 베이스 층에 걸친 해제 층(release layer)을 포함하며, 해제 층은 초박형 시이트와 접촉하고 증발 가능하거나, 또는 선택된 용매내에서 베이스 층보다 더욱 용해될 수 있다. 실제적인 목적을 위해서 해제 층은 증발 가능하거나 또는 선택된 용매내에서 용해 가능한 것으로 고려될 수 있으며, 베이스 층은 증발 불가능하거나 또는 그 용매내에서 용해 불가능한 것으로 고려될 수 있다. 베이스 층은 기판에 대하여 위해서 설명된 것과 같은 것일 수 있다.
해제 층은 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이(spray)에 의해서 도포될 수 있다. 이것은 예를 들어, 아크릴레이트 폴리머일 수 있고, 예를 들어 폴리메틸 메틸메타크릴레이트(PMMA)일 수 있으며, 이것은 아세톤과 같은 극성 용매(polar solvent)내에서 용이하게 용해된다. 여러 종류의 스핀-온(spin-on) 폴리머들이 선택될 수 있고, N-메틸피롤리돈(NMP) 또는 디메틸포름아미드(DMF)와 같은 용매로써 많은 폴리머들이 용이하게 용해될 수 있다.
중요한 원리는, 예를 들어 증발에 의해서 또는 선택된 용매내의 용해에 의해서 해제 층이 제거될 때, 베이스 층이 떨어져 나가는데, 바람직스럽게는 실질적으로 손상되지 않으면서, 즉, 용해되지 않거나 또는 증발되지 않으면서 떨어져 나간다. 베이스 층이 바람직스럽게는 단일체로서 침식되지 않고 유지되며, 이것은 회수될 수 있고, 세척될 수 있으며, 재사용될 수 있다. 대안으로서, 용해될 수 있고 바람직스럽게는 도전성인 기판상에서 초박형 시이트가 마이크로기계적인 분할(micromechnical cleavage)를 통하여, 또는 에피택시로(epitaxially) 형성되었을 경우에, 해제 층이 생략될 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 경로 C 는 도전성 베이스 층에 대한 이러한 방법을 도시한다.
바람직스럽게는 해제층의 두께가, 그것이 존재할 때, 적어도 5 nm 이고, 바람직스럽게는 적어도 30 nm 이고, 바람직스럽게는 적어도 60 nm 이고, 가장 바람직스럽게는 적어도 80 nm 이고, 바람직스럽게는 적어도 250 nm 이다.
바람직스럽게는 해제층의 두께가, 그것이 존재할 때, 최대 100 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 최대 10 ㎛ 이고, 바람직스럽게는 최대 1 ㎛ 이다. 보다 바람직스럽게는 최대 600 nm 의 두께이고, 보다 바람직스럽게는 최대 400 nm 의 두께이고, 보다 바람직스럽게는 최대 300 nm 의 두께이다. 특정의 구현예들에서 그것은 최대 200 nm 이고, 바람직스럽게는 최대 150 nm 이고, 바람직스럽게는 최대 100 nm 이다.
본 발명의 일 구현예에서 해제 층의 두께는 초박형 시이트의 광학적 콘트라스트를 최대화시키기 위하여 선택될 수 있다. 초박형 시이트가 그래펜이고 해제 층이 PMMA 일 때, 그래펜의 광학적 콘트라스트를 최대화시키는 해제 층의 적절한 두께는 80-100 nm 이고, 250-300 nm 이라는 점이 밝혀졌다.
바람직스럽게는 초박형 시이트가 동일한 재료의 대형 동체의 분할(cleavage)에 의해서 형성되며, 바람직스럽게는 층으로 이루어진(layered) 동체의 분할에 의해서 형성된다. 마이크로기계적 분할은 접착제 시이트 또는 테이프를 이용하여 달성될 수 있는데, 이것은 결과적인 초박형 시이트를 기판으로 전달하는데 이용될 수도 있다. 초박형 시이트를 제조하기 위한 대안의 수단은, 기판 표면상의 에피택시얼 형성(epitaxial formation)을 포함하는데, (그러나 그에 제한되는 것은 아니다), 이것은 예를 들어, 그래펜을 제조하는 실리콘 탄화물의 부분 열 분해; 또는 예를 들어 니켈, 이리듐 또는 플래티늄 기판상의 그래펜 형성과 같이, 적절한 기판상에서의 증기 상(vapor phase)으로부터의 초박형 시이트의 성장을 통하여 이루어진다. 종래 기술을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 초박형 시이트의 두께는 원자력 현미경의 이용에 의하여, 또는 광학 현미경의 이용, 라만 분광기(Raman spectroscopy)를 이용하는 칼러 변환(colour shift)에 의해서 평가될 수 있다.
초박형 시이트를 형성할 수 있는 그 어떤 재료라도 본 발명에서 이용될 수 있다. 예를 들어, MoS2, NbSe2 와 같이 층으로 이루어진 금속 디칼코제나이드(dichalcogenides), 그래파이트/그래펜 재료의 도핑된 변형물을 포함하는, 그래파이트 재료들과 같은 층으로 이루어진 화합물 (그래파이트 시이트의 단일 원자층에 대하여 사용되는 명칭인 단일층 그래펜; 또는 10 개 미만의 그래파이트 시이트의 원자층들에 대하여 사용되는 명칭인 수개 층 그래펜을 포함한다) 및, 층으로 이루어진 세라믹 및 높은 임계 온도의 초전도체 재료와 같은, 층으로 이루어진 화합물을 포함하는, 보론 질화물과 같은 구조적인 상사물(structural analogues)을 포함한다.
위에서 지적된 바와 같이 본원 명세서에서 초박형 시이트는 100 nm 을 초과하지 않는 평균 두께의 시이트이다. 본 발명의 바람직한 구현예들에서, 시이트는 50 nm 을 초과하지 않는 평균 두께이고, 바람직스럽게는 30 nm 을 초과하지 않는 평균 두께이며, 바람직스럽게는 10 nm 을 초과하지 않는 평균 두께이다. 보다 바람직스럽게는 초박형 시이트가 5 nm 을 초과하지 않는 평균 두께이고, 보다 바람직스럽게는 1 nm 을 초과하지 않는다. 특히 바람직한 구현예들에서, 시이트는 두께가 1 내지 10 개의 원자 층들이고, 가장 바람직스럽게는 단일 원자 두께(monoatomic thickness)이다.
초박형 시이트들은 형상(topography)을 가질 수 있다: 예를 들어, 주름 형상이거나 물결 형상이다. 단일 원자 그래펜 시이트의 경우에, 시이트의 진폭(정점과 골 사이의 거리)은 0.1 내지 3 nm 의 정도일 수 있다. 초박형에 대한 정의는 시이트의 전체 두께를 나타내며, 그러한 형상을 가진 시이트의 진폭(amplitude)을 나타내지 않는다.
바람직스럽게는 지지 부재가 액체로부터 형성된 재료이며, 예를 들어 용액으로부터 또는 증기로부터 형성된 재료이다. 일 구현예에서 그것은 예를 들어 화학 반응에 의하여 용액으로부터 침착되는데, 화학 반응은 지지 부재를 형성하는 고체 재료를 응결시킨다. 다른 구현예에서 고체 재료는 전기 화학적 침착에 의해서 형성될 수 있다. 다른 구현예에서 고체 재료는 온도 감소 및/또는 시이드 작용(seeding)에 의해서 야기되는 액체의 응고(동결)에 의해 액체로부터 만들어질 수 있다. 다른 구현예에서, 고체 재료는 용매의 증발에 의해 제조될 수 있다; 그러한 재료가 적절하게는 폴리머 재료이다. 다른 구현예에서 재료는 고체 상(solid phase)으로부터 증발되어 기판상에 응축될 수 있다. 그러한 재료가 적절하게는 금속성일 수 있다.
지지 부재의 재료로서의 폴리머 재료는 리소그래피 재료일 수 있다. 이것이 의미하는 바는, 방사(irradiation)에 의하여, 주어진 용액 안에서 덜 용해될 수 있거나, 또는 더 용해될 수 있게 만들어질 수 있다는 점이다.
지지 부재는 절연체일 수 있으며, 예를 들어 비도전성 폴리머 재료일 수 있다.
지지 부재는 도전성일 수 있고, 예를 들어, 금속 재료이거나 또는 도전성 폴리머일 수 있다. 적절하게는 지지 부재가 구리, 니켈, 텅스텐, 금 또는 은이거나 또는 이들을 포함할 수 있다; 또는 지지 부재가 이들의 임의의 합금이거나 합금을 포함할 수 있다; 또는 지지 부재가 이들의 임의의 합금으로서 상기 금속(들)이 적어도 50 % wt/합금 wt 를 제공하는 것일 수 있다.
가장 바람직스럽게는 지지 부재가 초박형 시이트의 측부 영역들과 직접 접촉하는 하부층을 가진다. 바람직스럽게는 방법 수행중에 하부층이 기판과 접촉한다. 하부층이 적절하게는 예를 들어 은, 플래티늄 또는 바람직스럽게는 금과 같은 제 1 불활성 금속 재료;를 포함하고, 선택적으로, 부착 층으로서, 예를 들어 크롬, 티타늄, 텅스텐 또는 알루미늄을 포함하며, 제 1 금속 층은 스트라이크 층(strike layer)이다. 부착 층을 위한 재료는 스트라이크 층에 대한 초박형 시이트의 부착을 최대화시키기 위하여 선택된다. 스트라이크 층은 청결한, 도전성 표면을 제공하여 침착된 것(바람직스럽게는 전착 재료(electrodeposited material))의 균일한 성장을 증진한다.
하부층은, 존재할 경우에, 적절하게는 10 내지 1000 nm 의 범위의 두께일 수 있고, 바람직스럽게는 50 내지 200 nm 범위의 두께일 수 있다. 제 2 금속 재료의 층은, 존재할 경우에, 적절하게는 1 내지 30 nm 범위의 두께이다.
전체적으로, 존재하는 임의의 하부층을 포함하여, 지지 부재는 1 내지 50 ㎛ 범위의 두께일 수 있고, 바람직스럽게는 5 내지 30 ㎛ 범위의 두께일 수 있다.
바람직스럽게는, 초박형 시이트의 하나 또는 그 이상의 영역들에 마스크가 씌워져 있으면서 지지 부재가 기판상에 형성됨으로써, 지지 부재는 그 영역(들)에 형성될 수 없다. 이러한 단계는 첨부된 도면에서 도 2y 의 A, B, C 경로들에 나타나 있다.
특정의 구현예들에서 이러한 마스크 작용은 리소그래피 수단에 의해서 달성된다. 예를 들어, 이미지 층은 기판상에 있는 초박형 시이트에 걸쳐 범람 도포(flood-applied)될 수 있다 (이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2iv 에 도시되어 있다). 적절하게는 이러한 이미지 층이 주어진 용매(현상제)내에서 기판보다 더 용해성이 있으며 바람직스럽게는 훨씬 더 용해성이 있다 (그리고 위에서 설명된 해제 층이 존재하는 경우에, 기판상의 해제 층보다 더 용해성이 있으며, 바람직스럽게는 훨씬 더 용해성이 있다). 일 구현예에서 적절한 이미지 층은 폴리(메틸 글루타르이미드)(PMGI)를 포함하며, 예를 들어 PMGI/SI805 포토레지스트 스택(photoresist stack)을 포함한다. 이미지 층은, 이미지 층의 일부가 초박형 시이트의 중앙 영역에 걸쳐 제 위치에 유지되는데 반해, 이미지 층이 초박형 시이트의 측부 영역들을 더 이상 덮지 않도록, 노출되고 용매내에서 현상된다 (이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2v 에 도시되어 있다). 기판이 적절하게는 용매에 의해 영향을 받지 않는다. 당업자가 이해하는 바로서, 리소그래피 기술은, 노출된 측부 영역들보다 덜 용해되도록 하기 위하여 이미지 층의 중앙 영역에 이미지 에너지를 적용할 수 있는 것이거나(네가티브 작용); 또는 이미지 층의 측부 영역에 에너지를 전달하여, 노출되지 않은 중앙 영역과 비교하여 측부 영역들을 선택적으로 더 용해될 수 있게 하는 (포지티브 작용) 것이다.
리소그래피 방법에서 이용되기에 적절한 다른 재료들은, 페놀릭 수지, 특히 노볼락(novolak) 수지, 리졸(resole) 수지 및 노볼락/리졸 수지 혼합물; 폴리-3-히드록신스티렌; 폴리-4-히드록시스티렌; 예를 들어 3-메틸-4-히드록시스티렌 또는 3-메틸-3-히드록시스티렌 또는 4-메톡시스티렌(methoxystyrene)과 같은 히드록시 그룹, 메톡시(methoxy) 및 메틸(methyl)로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 반족(moieties)들로 치환된 스티렌을 가진, 3-히드록시스티렌 또는 4-히드록시스티렌의 코폴리머(copolymer); 예를 들어 스티렌을 가진 (메타)아크릴 산의 코폴리머; 4-히드록시페닐메타크릴아미드의 코폴리머 및 코폴리머; 예를 들어 스티렌을 가진 말레이미드(maleiimide)의 코폴리머; 히드록시 또는 카복시 기능화 셀루로즈; 디알킬말레이미드 에스테르(dialkylmaleiimide esters); 예를 들어 스티렌을 가진, 말레산 무수물(maleic anhydride)의 코폴리머; 폴리비닐알콜의 기능화 폴리머로서, 예를 들어 아세탈, 예를 들어 살리칼디하이드(salicaldehyde) 또는 4-히드록시벤잘디하이드(hydroxybenzaldehyde) 또는 3-히드록시벤잘디하이드,; 3-비닐알킬설파메이트(vinylalkylsulphamates) 또는 4-비닐알킬설파메이트의 코폴리머 또는 폴리머; 및 말레산 무수물의 부분적으로 가수 분해된 폴리머를 포함한다.
이용되는 리소그래피 또는 증발 기술의 특성이 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 리소그래피 기술이 바람직스럽다. 따라서 당업자는 포지티브 작용의 리소그래피 시스템 또는 네가티브 작용의 리소그래피 시스템을 선택할 수 있다; 또한 선택된 시스템에 따라서 (예를 들어, 전자 비임 조사, 자외선 방사, 또는 대안의 전자기 조사), 에너지를 전달하는 상이한 모드들을 선택할 수 있다. 이미지 층으로 선택될 수 있는 여러가지 상이한 폴리머 재료들이 있다. 선택에 있어서 가장 중요한 점은 전체적으로 이미지 층이 기판보다 용매 안에서 더 용해될 수 있어야 한다는 것이다(그리고 해제 층이 제공되었을 때, 해제층보다 더 잘 용해될 수 있어야 한다); 또한 공정의 차후 단계들에서 중앙 영역을 보호하거나 그것에 마스크를 씌우기 위하여, 이미지 층의 일부가 초박형 층의 중앙 영역에 걸쳐 제위치에 유지되어야 한다는 것이다.
지지 부재는 제 위치에 형성될 수 있다. 이미지 층의 나머지 영역은 초박형 시이트의 중앙 영역에 대한 그것의 도포를 방지할 것이다. 초박형 시이트의 측부 영역들이 이미지 층의 나머지 영역 이외에서 노출된다는 사실은 지지를 위한 재료가 초박형 층의 측부 영역들에 부착될 수 있다는 점을 의미한다. 대안의 방법에서, 지지 부재 재료의 침착이 적절한 스텐실(stencil) 또는 물리적인 마스크를 통하여 발생된다면 지지 부재가 리소그래피 처리 과정 없이 기판상에서 직접적으로 형성될 수 있다. 마스크 재료가 (도 2v, 도 2ix 의 경로(B)로 표시된 바와 같이) 박리(lift-off)를 허용하기에 충분히 두껍다면, 지지 부재는 증발(증기 증착)을 통하여 기판상에서 직접적으로 형성될 수 있다. 대안으로서, 용해 가능한 도전성의 기판들에 대하여 지지 부재는 (도 2ix 의 경로(C) 로 표시된 바와 같이) 스트라이크/부착 및 해제 층 없이 전착(electrodeposition) 또는 유사한 과정에 의해서 직접적으로 형성될 수 있다.
지지부가 하부층(underlayer)을 가지는 대안의 바람직한 구현예에서, 하부층의 재료는 범람 도포(flood-applied)될 수 있다 (즉, 기판의 상부에 있는 노출된 측부 부분들 및, 이미지 층의 상기 나머지 부분들을 덮게 된다). 이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2vi 에 표시되어 있다.
이미지 층의 상기 나머지 부분은 용매내에서 용해되거나, 또는 열 및/또는 증기의 영향하에 증발에 의해 제거될 수 있다. 이러한 이미지 층의 나머지 부분은 충분하게 얇은 (실제에 있어서 이미지 층의 두께보다 작은) 범람 코팅된(flood-coated) 하부층에 적절하게 불연속성을 형성한다. 이러한 불연속성은 이미지 층의 나머지 부분을 용매에 노출시킨다. 이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2v 에 도시되어 있다.
소망된다면 단계(2iv) 및 (2v) 가 반복될 수 있다. 그러나 이것은 필수적인 것이 아닐 수 있다.
이미지 층의 나머지 부분상에 침착된 범람 코팅된 하부층의 재료는 용매로 가게 되어, 범람 코팅된 하부층의 재료를 기판의 상부 표면상에 남기고 초박형 시이트의 측부 영역들과 접촉되게 두지만, 중앙 영역과 접촉되지 않게 두어서, 스트라이크 층을 형성한다. 그러나 그 중앙 영역은 용매 또는 현상제내에서 용해될 수 있거나 또는 증발될 수 있는 마스크 부분에 의해 덮힐 수 있다. 이러한 마스크 부분은, 재료의 층을 범람 도포하고 그것이 위에서 설명된 바와 같은 첨부 도면의 리소그래피 및/또는 증발 단계(도 2viii 참조)를 겪게 함으로써 만들어질 수 있으며, 측부 영역들은 도포 가능한 용매에 의해 제거되어, 마스크 부분을 남긴다. 일단 마스크 부분이 제위치에 있으면, 지지 부재가 형성될 수 있다 (또는 하부층이 이미 도포되었을 때, 지지 부재의 나머지가 형성될 수 있다). 마스크 부분은 지지를 위한 재료가 초박형 시이트상에 침착되는 것을 방지한다. 이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2ix 에 도시되어 있다.
따라서 위에 설명된 구현예들은 일측에 있는 기판과, 다른 측에 있는, 마스크 부분을 둘러싸는 지지 부재 사이에 끼워진 초박형 시이트를 가진 중간 제품을 형성한다. 이러한 중간 제품은 본 발명의 제 2 특징을 나타낸다. 이러한 특징은 다음과 같이 더 한정될 수 있다: 일측에 있는 기판 및 다른 측에 있는, 마스크 영역을 둘러싸는 지지 부재를 포함하는 제품으로서, 초박형 시이트의 중앙 영역은 마스크 부분에 의해 씌워지고, 초박형 시이트의 측부 영역들 및 기판의 측부 영역들은 지지 부재에 의해 씌워지며, 지지 부재 및 마스크 영역은 제거 가능하다 (예를 들어 용매로 제거 가능하고 그리고/또는 증발에 의해 제거 가능하다).
용매(때때로 스트리퍼(stripper)로 불리운다)는 중간 제품의 기판 및 마스크 부분 양쪽을 제거하도록 이용될 수 있다. 이것은 용해에 의하여 전체 기판 및 마스크 부분을 제거하는 용매의 이용에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 바람직스럽게는, 해제 층이 기판의 일부로서 제공되고 용해되지만, 베이스 층은 용해되지 않는다. 이러한 단계는 첨부된 도면의 도 2x 에 도시되어 있으며, 본 발명의 제 1 특징을 나타낸다.
대안으로서, 또는 추가적으로, 마스크 부분 및/또는 기판 또는 해제 층이, 열 및/또는 증기의 적용시에 증발에 의해 제거될 수 있다.
초박형 시이트는 건조될 수 있다. 임계점 건조(critical point drying)가 이용될 수 있지만, 그것이 적어도 일부 구현예들에서 필요하지 않을 수 있는 것으로 믿어지는데, 이는 지지 부재가 초박형 시이트를 그것의 측부 영역 둘레에서 지지하고 있는 구성의 튼튼함 때문이다.
이러한 과정의 끝에 남겨지는 것은 초박형 시이트를 유지하는 지지 부재로서, 도 2x 의 분리된 제품이다. 상기 제품은 투과 전자 현미경에서 초박형 시이트를 연구하는데 이용되기에 적절한 치수 및 설계를 가진다; 또한 이것은 초박형 시이트의 제조 및 식별에 덜 적절한 다른 기판으로 초박형 시이트를 전사하는 수단을 제공할 수 있다. 또한 투과 전자 현미경을 위한 지지 재료로서 초박형 시이트를 이용하는 수단을 제공할 수도 있다. 또한 광범위 마이크로(전자)기계 시스템의 일부를 형성할 수도 있다. 또한 투명 캘리브레이션 기준(transparency calibration standard)을 형성할 수 있다. 또한 초박형 시이트의 특성에 기초하여 전자기 방사를 위한 필터를 형성할 수도 있다. 또한 압력 그래디언트(pressure gradient) 또는 농도 그래디언트(삼투(osmosis))를 통하여, 유체 또는 용액을 여과하거나 또는 분류시키기 위한 반투과 멤브레인을 형성할 수도 있다. 또한 초박형 시이트의 전자 특성들의 스트레인/스트레스-유도 변조(strain-stress-induced modificaiton)에 기초하여 유체 압력 센서를 형성할 수도 있다. 또한 초박형 시이트의 표면으로의 화학 제품의 흡수 및 초박형 시이트의 전자 또는 구조적 특성의 유도 변조에 기초하여 유체 매체내의 화학 제품의 미소량 (바람직스럽게는 단분자(momolecule))을 검출하는 수단을 제공할 수도 있다.
적절하게는, 예를 들어 전자 현미경을 위한 지지 재료로서 이용되는, 본 발명의 제 2 특징에 따른 제품은, 1 mm2 내지 50 mm2 범위의 전체 크기이며, 바람직스럽게는 2 내지 30 mm2, 가장 바람직스럽게는 5 내지 10 mm2 의 범위의 전체 크기를 가진다.
적절하게는 초박형 시이트의 자유 영역의 크기는 오직 초박형 시이트의 최초 크기 및 특성들에 의해서만 제한된다; 설명된 방법들은 이용 가능한 초박형 시이트의 크기에 대하여 용이하게 비율이 정해진다.
바람직스럽게는 제 2 특징에 따른 제품은 전체적으로 디스크 형상이다. 이것은 반경 방향의 리브(rib)들 및, 제품의 중앙에, 허브와 같은 영역을 가지며, 허브와 같은 영역은 초박형 시이트가 존재하는 중앙의 개구를 둘러싸는데, 그것이 그 어떤 다른 재료에 의해서도 덮히지 않는다.
위에 설명된 단계들의 시퀀스에 대한 하나의 대안은, 초박형 시이트에 걸쳐 재료의 보호 스크린을 도포하지만 측부 가장자리들을 노출시킬 때, 스텐실(stencil) 또는 템플레이트(template)를 이용하고; 다음에 필요하다면 하부층을 포함하여, 초박형 시이트 및 기판의 스크린이 덮히지 않은 영역에 걸쳐, 제위치에 지지 부재를 형성하고; 위에서 설명된 방식으로 용매를 이용하여 기판 및 보호 스크린을 제거하는 것이다.
소망의 제품을 얻도록 이용될 수 있는 몇가지 다른 변형예가 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따라서, 측부 영역들에서 지지 부재에 고정되는 초박형 시이트를 구비하는 제품이 제공되는데, 초박형 시이트는 상기 측부 영역들의 내측에 적어도 하나의 영역을 가지고, 그 내측 영역은 임의의 다른 재료로 덮히지 않는다.
제 3 의 특징에서 초박형 시이트 재료 및 지지부는 제 1 특징과 관련하여 위에서 설명되고 정의된 것이 바람직스럽다.
다른 특징들은 첨부된 청구항들에 기재되어 있다.
다른 특징들에 있어서 본 발명은 도 2 에 도시되고 본원에서 설명된 임의의 신규한 중간 제품으로서 정의될 수 있거나; 또는 여기에 설명되고 도시된 임의의 신규한 제품을 만들기 위해 설명된 임의의 방법으로서 정의될 수 있거나; 또는 임의의 그러한 방법에 의한 임의의 제품으로서 정의될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 예를 들어 더 설명될 것이다.
도 1 은 제 2 특징에 따른 전체적으로 고리형의 제품에 대한 평면도이다.
도 2 는 도 2i 내지 도 2x 로 이루어져 있고, 도 1 의 제품의 측면도를 도시하며, 그 제품들이 제조되는 단계들을 도시한다. 도면들은 축척대로 도시된 것은 아니며, 도 1 에 도시된 중앙 영역(10)을 통해 개략적으로 축방향에서 얇은 조각으로 나타낸 것이다.
도 1 은 재료의 초박형 시이트, 예를 들어 단원자 그래펜 시이트(monoatomic graphene sheet)를 지지하는 지지 부재를 도시한다. 그래펜 시이트는 적절한 광학 현미경으로 검출될 수 있고, (단원자, 2 원자, 3 원자등의 층들에 관한) 그것의 두께는 우수한 품질의 광학 현미경을 이용하여 숙련된 육안을 가진 작업자에 의해서 평가될 수 있다.
지지 부재는 직경이 3 mm 인 구리의 디스크(2)를 포함한다. 지지 부재는 외측 링(4), 중앙에 있는 허브(hub)와 같은 영역(6) 및, 선택적으로 외측 링(4)과 허브와 같은 영역(6) 사이에 있는 다수의 반경 방향 부재들 또는 "스포크(spokes, 8)"(본원의 비 제한적인 예에서는 4 개)를 가진다. 허브와 같은 영역(6)은 고리형의 외측 부분(10)을 가지고, 그 부분에서 반경 방향 부재들이 끝나며, 고리형 부분(10)의 내측에 폐쇄되지 않은 원형 영역(12)을 가진다. 그래펜의 단원자 플레이크(monoatomic flake)가 유지되어, 고리형 부분(10)에 장착되는 것은 이러한 원형의 영역(12)이다.
도 1 에 도시된 제품은 투과 전자 현미경(transmission electron microscope, TEM)을 위한 지지 격자이다.
도 1 의 제품의 형성은 도 2 를 참조하여 단지 하나의 예로서 이제 설명될 것이다. 이것은 A 로 표시된 시퀀스를 따라서, i 로 부터 x 까지 단계들의 시퀀스를 도시하며, 이는 다음과 같이 순서대로 설명될 것이다. 2 개의 변형 시퀀스들(B 및 C)이 단지 예시의 목적을 위해 도시되어 있으며, 이후에 설명될 것이다.
도 2i): 실리콘 웨이퍼(20)가 선택되었으며, 이것은 넓은 실리콘 부재로부터의 갈라짐(cleavage)에 의해 형성된 매우 평탄한 상부 표면(22)을 가진다. 그 두께는 550㎛ 였다.
도 2ii):PMMA 베이스의 전자 비임 레지스트(MicroChem Corp. 공급원)가 실리콘의 상부 표면(22)으로 스핀됨으로써(spinning) 완전 코팅되었으며(즉, 범람 코팅(flood-coating) 또는 전면 코팅(overall coating)), 건조가 허용되어 90 nm 두께의 층(24)을 형성하였다. 적절한 광학 현미경하의 그래펜 플레이크의 콘트라스트(contrast)는, 80 내지 100 nm 두께 또는 250 내지 310 nm 두께의 PMMA 층상에 있을 때 최적화되지만, 바람직스럽게는 약 90 또는 약 280 nm 두께의 PMMA 층상에 있을 때 최적화되어, PMMA 표면상의 그래펜 플레이크의 광학 콘트라스트를 향상시킨다는 점이 밝혀졌다.
도 2iii):적절한 그래펜 플레이크(26)가 식별되었고, 접착제 테이프를 이용하여 PMMA 해제 층의 상부 표면(28)상에 처리되었다.
본원 명세서에서 정의되는 문장에서 이용되는 용어에서, 실리콘은 베이스 층이고, PMMA 층은 해제 층(release layer, 24)이고; 이들 2 개의 층들이 함께 기판을 구성한다.
도 2iv): 폴리머 PMGI 및 S1805 (Microchem Corp. 공급원)의 2 중층이 그래펜 플레이크 및 PMMA 해제 층에 걸쳐 이미지 층(30)으로서 각각 200 nm 의 두께로 스핀 코팅되었으며, 건조하게 베이킹(baking) 되었다.
도 2v): Karl Suss MJB 3 Mask Aligner 를 이용하여 포토리소그래피가 이루어져서, TEM 격자 디자인(TEM grid design)을 포함하는 포토마스크를 통해서 노출되었다. UV 복사에 대하여 노출된 이후에, 이미지 영역이 바람직스럽게는 현상제(developer)에서 용해될 수 있게 된다 (따라서 시스템은 포지티브(positive) 작용 시스템이다). 현상은 PMGI/S1805 이미지 층의 노출된 측부 영역들을 제거하여, PMGI/S1805 이미지 층의 중앙 영역(32)을 남겼는데, 중앙 영역은 노출을 겪지 않은 영역으로서 그래펜 플레이크상에서 디스크 형상이며, 이에 반해 플레이크의 측부 영역들은 노출되었다.
도 2vi): 열적 증착에 의해 도 2v 에 도시된 중간 제품의 노출된 상부 영역들에 금속 층(34)이 가해짐으로써, PMMA 해제 층의 노출된 표면, 이미지 층(32)의 남아있는 중간 영역의 상부 표면 및, 그래펜 플레이크의 노출된 측부 영역들이 덮힌다. 금속 층은, 구리가 부착되는 매끄럽고 깨끗한 도전층을 제공함으로써 전착된(electrodeposit) 구리의 품질을 향상시키도록 100 nm 두께의 골드 "스트라이크 층(strike layer)" 및, 그래펜과 스트라이크 층 사이의 부착력 및, 따라서 지지 부재와의 부착력을 향상시키도록 5 nm 두께의 크롬 부착층을 포함한다. PMGI/S1805 디스크는 완전히 덮히지 않으며, 그것의 측벽이 여전히 노출되어 있다는 점이 이해될 것이다.
도 2vii) 나머지의 PMGI/S1805 의 중앙 영역(32)은 70℃ 에서 2.45 wt % 의 TMAH 용액(Microchem Corp. 로부터 MF-319 현상제로서 구입할 수 있다)에 잠김으로써 제거되었다. 이러한 현상제는 PMMA 에 대하여 매우 낮은 용해율(dissolution rate)을 나타내지만, PMGI/S1805 에 대해서는 빠른 용해율을 나타낸다. 이러한 준비 단계에서 금속 층(34)은 PMMA 해제층의 측부 영역들 및, 그래펜 시이트의 측부 영역(36)을 덮지만, 중앙 영역(38)을 덮지 않는다는 점을 알 것이다.
도 2viii): 완전한 세척 이후에, 샘플은 이미지 레지스트(위에서 설명된 바와 같이 PMGI/S1805)로써 다시 마스크가 씌어져서 그래펜 시이트의 중앙 영역에 대한 전착을 방지한다. 이러한 리소그래피 단계는 (만약 하나가 존재하고 있다면) 스트라이크 층을 한정하는데 이용된 리소그래피 단계와 정렬될 수 있고, 그리고 그러한 리소그래피 단계에서와 동일한 리소그래피 재료 및 기술을 이용할 수 있다. 이것은 도면에서 "반복 iv, v"로서 표시되어 있다. 결과적으로 그래펜 플레이크는 레지스트의 중앙 영역(40)에 의해 보호되거나 또는 마스크가 씌워진다.
도 2ix):지지 부재가 전착에 의해 형성되어야 한다면, 예를 들어 도전성 에폭시, 도전성 페인트, 위치선정 가능 마이크로프로브(microprobe) 또는 그와 유사한 것을 이용하여 전기 접촉부가 중간 제품으로 만들어진다. 다음에, 구리가 스트라이크 층(34)상에 전기화학적으로 침착되어, 지지 부재의 형성을 완성시킨다. 구리 황산염/환산 전해질이 선택되었고, 전기화학적 침착이 주문 제작된 셀(cell) 안에서 일정한 전류를 이용하여 발생되어, 두께 10-15 ㎛ 의 구리를 침착시켰다. 필요하다면 기준 전극 및 표텐쇼스태트(potentiostat)를 이용하여 전위가 제어될 수 있다. 문제가 되는 비전착 과정(electro-less deposition) 또는 전착 과정에 적절한 캐리어(carrier) 또는 레벨러(leveller)와 같은 첨가제가 셀에 첨가되어 침착된 구리의 특성을 향상시킬 수 있지만, 그러한 성분들이 없는 특성들이 적절하기 때문에, 그리고 그것은 오염 증가의 가능성이 있기 때문에, 사용되지 않는 것이 바람직스럽다.
도 2x): 전착 이후에 도 2ix)에 도시된 중간 제품은 탈이온수(deionized water)내에서 세척된다. 다음에 아세톤이나, 또는 다른 적절한 용매내에 잠겨서 용해에 의해 PMMA 해제 층(24) 및 PMGI/S1850 중앙 영역(40)을 제거한다. 이러한 방식으로, 그래펜 시이트가 부착되어 있는, 구리 지지 부재(2)가 기계적 응력을 받지 않으면서 해제된다. 실리콘 층(20)은 용해되지 않고 재사용될 수 있다.
지지 부재(2)의 허브 영역은 도 2x 에서 실리콘 층(20)으로부터 분리되어 도시될 수 있으며; 그리고 도 1 의 지지 부재(2)의 전체가 도시될 수 있다. 그래펜 시이트는 지지 부재에 의해 측부 영역 둘레에 유지된다. 보다 상세하게는, 그래펜 시이트가 스트라이크/부착 층(34)에서 그 주위 전체 둘레에 부착되고 그리고/또는 매립된다. 따라서 스트라이크 층은 과정중에 2 개의 중요한 기능들을 수행한다. 1 차적으로는 구리의 전착을 용이하게 한다. 2 차적으로는 부착 층에 대한 강한 접합을 형성하며, 이는 그래펜 시이트가 신뢰성 있게 안정적으로 부착되는 재료로서의 역할을 한다.
선택적으로 지지 부재(2)는 위에서 언급된 종래 기술에서 수행된 임계점 건조(critical point drying)을 겪을 수 있다. 그러나, 이것은 본 발명의 필수적인 특성은 아니다.
도 2 의 시퀀스 B 는 리소그래피 레지스트의 두꺼운 층을 이용하여 지지 부재의 직접 형성을 도시한다. 이어지는 단계들은 단계 2iv 까지는 도 2b 의 시퀀스 A 에서 이미 설명된 것과 같지만, 예외적으로 이미지 층(30)이 훨씬 두꺼우며; 사실상 형성되어야 하는 지지 부재의 의도된 두께보다 두껍고; 지지 부재는 직접 증발에 의해 형성된다. 마스크 영역(40)은 시퀀스 B 의 단계 2iv 에서 용매에 노출되며, 용해된다. 해제 층도 그러하지만, 지지 부재는 그렇게 되지 않는다. 그러나 마스크 부분(40)상의 지지 부재 재료의 캡(cap)은 그에 의해서 베이스 층(20)과 같이 지지 부재(2)로부터 떼어진다.
도 2 의 시퀀스 C 는 스트라이크/부착 층을 필요로 하지 않는, 도전성의 용해 가능 기판의 초박형 시이트의 제조를 도시한다. 이러한 변형예에서는 해제 층이 없다. 또한 스트라이크 층/부착 층이 없다. 기판은 도전성 재료로 이루어지며, 예를 들어 실리콘 탄화물(silicon carbide)과 같은 재료로 이루어지며, 필요에 따라 도핑되거나, 또는 도전성 폴리머로 이루어진다. 따라서 초박형 시이트는 단결정 기판(monolithic substrate)상에 제공된다; 중앙 마스크 영역(40)은 위에 설명된 방식으로 제공된다; 지지 부재, 도전성 부분은 도전성 기판상에 직접적으로 형성된다; 용매, 또는 순차적으로 도포된 2 개의 용매들은 마스크 영역(40) 및 기판을 용해시키도록 이용된다.
2. 지지 부재 20. 실리콘 층
24. 해제 층 34. 스트라이크/부착 층
36. 측부 영역 38. 중앙 영역
40. 중앙 영역

Claims (15)

  1. 측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 재료의 초박형 시이트(ultra-thin sheet)를 포함하는 제품의 제조 방법으로서,
    초박형 시이트를 기판상에 제공하는 단계,
    초박형 시이트의 측부 영역들이 지지 부재와 기판 사이에 개재되어 지지 부재에 부착되도록 초박형 시이트의 측부 영역들상의 원래 장소(in situ)에 지지 부재를 형성하는 단계로서, 액체 또는 증기로부터의 재료의 침착을 포함하는, 지지 부재 형성 단계,
    초박형 시이트가 상기 측부 영역들의 내부에 적어도 하나의 자유 부위(free area)의 영역을 가지는 제품을 남기도록 기판을 제거하는 단계로서, 초박형 시이트는 자유 부위의 영역에서 그 어떤 다른 재료에 의해서 덮히지 않은, 기판 제거 단계를 포함하는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    영역의 자유 부위, 또는 하나의 그러한 영역의 자유 부위는 적어도 500㎛2인, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    영역의 자유 부위, 또는 하나의 그러한 영역의 자유 부위는 적어도 5,000㎛2 인, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기판은 증발에 의해 제거되는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기판은 용매를 이용하여 분해 단계에서 제거되는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    기판은 해제 층 및 베이스 층을 가지고, 이들은 선택된 용매 안에서 각각 용해될 수 있고 용해되지 않으며, 해제 층(release layer)은 초박형 시이트와 접촉되는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    자유 부위의 영역은 선택된 용매안에서 용해될 수 있는 재료의 부분에 의해 마스크가 씌워지고; 부분 및 해제 층은 용매 안에서 같은 작용에 의해 용해되거나, 또는 상이한 용매들에서 개별의 작용들에 의해 용해되는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    지지 부재는 초박형 시이트 둘레의 기판의 영역들 및 초박형 시이트의 측부 영역들상에 형성되지만, 초박형 시이트의 중앙 영역상에 형성되지 않는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    지지 부재는, 초박형 시이트의 측부 영역들과 접촉하지만 중앙 영역과 접촉하지 않는 하부층 및, 하부층상에 형성된 상부층을 포함하는, 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법.
  10. 측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 초박형 시이트를 포함하는 제품으로서, 상기 지지 부재는 상기 초박형 시이트의 측부 영역들상에 액체 또는 증기의 재료를 침착함으로써 형성되고, 초박형 시이트는 상기 측부 영역들의 내부에 적어도 하나의 자유 부위의 영역을 가지고, 자유 부위의 내부 영역은 임의의 다른 재료에 의해 덮히지 않는, 초박형 시이트를 포함하는 제품.
  11. 측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 재료의 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법으로서,
    (a) 제 1 용매에서 덜 용해되거나 또는 용해 불가능한 베이스 층상에, 제 1 용매에서 용해 가능한 해제 층을 가지는 기판을 제공하는 단계;
    (b) 중간 제품을 형성하도록 초박형 시이트를 기판의 해제 층상에 두는 단계;
    (c) 해제 층이 덜 용해되거나 또는 용해 불가능한 제 2 용매내에서 용해 가능한 제 2 재료의 이미지 층으로, 초박형 시이트 및 해제 층의 노출 영역들을 덮도록, 중간 제품을 전면 코팅하는 단계;
    (d) 제 2 용매내에서의 현상 및 리소그래피 이미지 작용에 의해 이미지 층의 측부 영역들을 제거하여, 초박형 시이트상의 제 2 재료의 중앙 영역을 남기지만 그 가장자리는 노출되게 두는 단계;
    (e) 단계(d)의 중간 제품의 상부 영역들에 지지 재료 하부 층을 전면 도포하는 단계로서, 액체 또는 증기로부터의 지지 재료의 침착을 포함하는, 전면 도포 단계;
    (f) 용매를 이용하여 제 2 재료의 중앙 영역을 제거하여 초박형 시이트를 노출시키지만, 가장자리는 하부층과 접촉되게 하는 단계;
    (g) 초박형 시이트의 이전에 노출된 중앙 영역에 걸쳐 마스크 영역을 형성하는 단계로서, 마스크 영역은 제 1 재료로 만들어지거나, 또는 제 1 용매내에서 용해될 수도 있는 재료로 만들어지는 단계;
    (h) 하부층상에 지지 재료의 나머지를 형성하는 단계;
    (i) 제 1 용매를 이용하여 기판의 해제 층 및 마스크 영역을 제거함으로써, 지지 부재에 의해 주위 둘레에서 지지되고, 제거된 마스크 영역의 위치에 대응하는, 초박형 시이트의 자유 부위를 포함하는 제품을 남기는 단계;를 포함하는, 제품의 제조 방법.
  12. 측부 영역들에서 지지 부재에 고정된 재료의 초박형 시이트를 포함하는 제품의 제조 방법으로서,
    (a) 베이스 층상에 증발 가능 해제 층을 가진 기판을 제공하는 단계;
    (b) 기판의 해제 층상으로 초박형 시이트를 두는 단계;
    (c) 해제 층이 덜 용해되거나 또는 용해 불가능한 용매내에서 용해 가능한 재료의 이미지 층으로, 초박형 시이트 및 해제 층의 노출 영역들을 덮도록, 중간 제품을 전면 코팅하는 단계;
    (d) 용매내에서의 현상 및 리소그래피 이미지 작용에 의해 이미지 층의 측부 영역들을 제거하여, 초박형 시이트상의 제 2 재료의 중앙 영역을 남기지만 그 가장자리는 노출되게 두는 단계;
    (e) 단계(d)의 중간 제품의 상부 영역들에 지지 재료 하부 층을 전면 도포하는 단계로서, 액체 또는 증기로부터의 지지 재료의 침착을 포함하는, 전면 도포 단계;
    (f) 상기 용매를 이용하여 제 2 재료의 중앙 영역을 제거하여 초박형 시이트를 노출시키지만, 가장자리는 하부층과 접촉되게 하는 단계;
    (g) 초박형 시이트의 이전에 노출된 중앙 영역에 걸쳐 마스크 영역을 형성하는 단계로서, 마스크 영역은 용매내에서 용해될 수 있거나, 또는 증발될 수 있는 재료로 만들어지는, 단계;
    (h) 하부층상에 지지 재료의 나머지를 형성하는 단계;
    (i) 마스크 영역을 용매내에서 용해시키거나 또는 증발시키고 기판의 해제 층을 증발시켜서, 지지 부재에 의해 주위 둘레에서 지지되고, 제거된 마스크 영역의 위치에 대응하는, 초박형 시이트의 자유 부위를 포함하는 제품을 남기는 단계;를 포함하는, 제품의 제조 방법.
  13. 일측에 있는 기판 및, 액체 또는 증기로부터의 물질을 침착함으로써 형성되어 마스크 영역을 둘러싸는, 다른 측의 지지 부재를 가진 초박형 시이트를 포함하는 제품으로서,
    초박형 시이트의 중심 영역은 마스크 영역에 의해 덮히고,
    초박형 시이트의 측부 영역들 및 기판의 측부 영역들은 지지 부재에 의해 덮히고, 지지 부재 및 마스크 영역은 제거 가능한, 초박형 시이트를 포함하는 제품.
  14. 제 13 항에 있어서,
    마스크 영역은 용매(solvent) 또는 증발에 의해서 제거 가능한, 초박형 시이트를 포함하는 제품.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    마스크 영역은 초박형 시이트상에 형성되어 초박형 시이트의 측부 영역을 노출되게 남기고, 마스크 영역이 형성자(former)의 역할을 하면서 캐리어 부재(carrier member)가 차후에 형성되는, 초박형 시이트를 포함하는 제품.
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