TWI524984B - 金屬覆蓋基材壓印及其形成方法 - Google Patents

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Description

金屬覆蓋基材壓印及其形成方法
本發明係有關於金屬覆蓋基材壓印，且特別是有關於一種形成壓印於之基材上之方法，其覆蓋有金屬層。此金屬覆蓋壓印可用於表面電漿共振之在感測器中作光反射。
在電子領域中，於基材上沉積或圖案化各種導電材料之能力為重要的技術。有機電子元件(organic electronics)為電子元件的一種，其使用導電高分子。欲實現先進有機電子元件之關鍵步驟之一，為沉積或圖案化各種導電材料至聚合物基材上的能力。現有的圖案化技術包含光學微影、電子束微影、剛性遮罩技術(rigid shadow mask technology)。
傳統光學微影技術通常使用紫外光輻射(UV radiation)形式的光，選擇性照射預定部分之光敏化學物，其沉積於基材表面上，稱為光阻。選擇性照射之步驟通常係使用光罩來遮蔽/暴露紫外光輻射至光阻對應區域來完成。接著，通常進行移除部分光阻層及過量(plethora)沉積的製程，例如化學氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)。
光學微影所遭遇的問題為選擇性沉積金屬無法不依賴光罩或剛性遮罩來完成。此外，在製程中使用剛性遮罩不但昂貴且生產耗時，因而增加微影技術所需之成本。
類似地，其他傳統微影技術也具有些許缺點。這些缺點的其中之一為傳統微影技術需要多道處理步驟，因而導致成本增加。另一缺點為這些傳統微影技術無法不依賴光罩選擇性沉積金屬於基材上，或需要大量且精密的對準以選擇性地沉積金屬於基材上。此外，這些技術皆不適於形成金屬圖案於非平面基材上。
對於感測晶片來說，例如用於表面電漿共振光譜儀(surface plasmon resonance spectroscopy)，若以前述方法來在這些晶片上形成金屬層，是不足夠且昂貴的。通常，感測晶片為基於Kretschmann結構以作使用。然而，Kretschmann結構受制於許多支撐基材之光學性質且需特定範圍中之反射材料。通常此範圍為金的46至50nm。目前已證實可使用柵式耦合表面電漿光譜儀(grating coupled surface plasmon spectroscopy)，其基材上塗佈有反射材料，例如厚度約100nm的金，以增加在基材上製造表面電漿共振之效率並可降低成本。然而，這些光柵皆由使用單一金屬塗佈之柵狀結構組成。
因此，業界需要的是提供一種形成壓印(imprint)於金屬層上之方法，其中此壓印(imprint)具有金屬層於其上。
本發明之第一目的係為提供一壓印於具有金屬層於其上之基材上之方法，此方法包含下列步驟：(a)提供一具有一第一區域及一第二區域之壓印形成表面(imprint forming surface)之模具，該第一區域相較於該第二區域具有較大的表面積，且其中該第一區域及第二區域上具有一金屬塗佈；以及(b)以該模具與一第一基材接觸，在該第一基材上形成一壓印，其中該壓印形成之條件係經選擇，以使位於該模具之第一區域上之金屬塗佈實質上轉移至該所形成之壓印上，且該第二區域上之金屬塗佈實質上仍維持在該模具上。
有益的是，由於此模具之第一區域之表面積較模具之第二區域之表面積大，模具之第一區域與基材上之對應區域之間具有較佳的黏著功(work of adhesion)，因此促進或便於金屬層轉移至基材上。
有益的是，在此揭示之方法可同時在基材上形成壓印(imprint)及沉積金屬層於基材壓印上之所選區域上。
有益的是，本發明揭示之方法可提供一用於偵測系統中之反射基材，例如表面電漿共振系統，其中該偵測系統中僅有一部份具有一反射金屬，是微米或奈米尺寸的壓印，因此大幅增加其在分析上的應用，例如分析多個離散共軛(discretely conjugated)至一單一感測器的生物分子。
有益的是，在此揭示之方法可在含聚合物雙極板(polymeric bipolar plate)的基板及聚合物燃料電池的觸媒之間提供一導電途徑。目前，金屬雙極板重量達燃料電池總重的70%以上。依照本發明揭示之方法，使用聚合物雙極板及施以導電材料於雙極板上之所選區域即可有效降低重量。
有益的是，本發明揭示之方法使用經選擇性金屬圖案化之基材，可控制流體流動的特定模式。特別的是，在微流體的應用中可控制流體的流動。
依照本發明之第二目的，係提供一種壓印基材，此基材具有一微米尺度或奈米尺度之壓印，一體成形於基材表面上，並具有金屬層沉積於至少一部份之壓印上。
依照本發明之第三目的，係提供一基材，該基材包含一柵欄形式之排列，以在該些鄰近壓印間形成溝槽，其中一金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
有益的是，在基材上形成壓印及選擇性沉積金屬層於壓印上係為同時發生。
依照本發明之第四目的，係提供一如上所述之基材，以用於燃料電池、表面電漿共振儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
依照本發明之第五目的，係提供一如上所述之基材，其中該基材係由如上所述之方法獲得。
依照本發明之第六目的，係提供一如上所述之基材，係可由如上所述之方法獲得該基材。
依照本發明之第七目的，係提供一如上所述之基材，其中該基材係由如上所述之方法獲得，其使用於燃料電池、表面電漿共振儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
依照本發明之第八目的，係提供一如上所述之基材，其中該基材係可由如上所述之方法獲得，其使用於燃料電池、表面電漿共振儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
依照本發明之第九目的，係提供一種感測晶片，具有一基材本體，其包含自該基材延伸之微米尺寸或奈米尺寸壓印之陣列，且經排列以在該些鄰近壓印間形成溝槽，其中一金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
依照本發明之第十目的，係提供一種表面電漿共振系統，包含：一光源；一如上所述之感測晶片；一光偵測器，用以接收由該感測晶片之該反射金屬層反射的光；以及一光學調幅器(optical modulator)，用以指引調變光至該感測晶片上。
接下來在此所使用之詞彙，除非有另有指明，具有下列所述之意義：“壓印(imprint)”及其各種詞性變化，在此說明書之內容中，為包含任何形式之產生於可塑固體(例如熱塑性高分子基材)之物理印記。通常，壓印普遍為一長形結構，其自基材表面沿著一縱軸延伸，此縱軸在位於基材上或鄰近於基材之近端及相對於此近點之遠端之間延伸。通常，縱軸通常正交(normal)於基材水平面，但此縱軸可大幅變換其角度，例如與基材水平面夾45度。壓印陣列具有一系列規則的列或排於基材上，且可在鄰近的列與列之間形成溝槽。此壓印之長度尺寸及厚度尺寸皆可為奈米尺度及微米尺度，因此溝槽也為奈米尺度及微米尺度。除非另有指明，本說明書中，當“表面區域(surface area)“是提及為模具之壓印形成表面之第一區域及/或第二區域時，可解釋為：模具的一部分，該部分具有可與欲壓印之基材接觸之金屬層。因此，當模具與基材接觸時，“表面區域(surface area)“意指為模具壓印形成表面之區域，其與基材接觸但排除其他不具金屬層於其上的地方，縱然這些地方也可能會與基材接觸。
“實質上(substantially)”並未排除“完全地(completely)”，亦即一組成物“實質上”不含Y，意指為為可能為完全地不含Y。必要時，本發明可能省去對“實質上(substantially)”的定義。字彙“一體成形(integrally formed)”意指為基材，其為一單一的整體，包含壓印及金屬層。通常，一體成形之基材可由蓋印壓印(imprint stamping)之方法製造，在此方法中，在某種條件下施以一具有一金屬層於壓印形成表面上之模具至一基材，以形成壓印並同時轉移金屬層至壓印上。
“奈米壓印微影(nanoimprinting lithography)”可廣泛地解釋為包含任何在某個溫度及壓力下，由表面具有已定義之圖案或表面結構之模具接觸，而在基材表面上印刷或創造出微米及/或奈米尺度的圖案或結構。
“微米尺度”及“微米尺寸”在此可交換使用，可解釋為包含在約1至100微米之尺度。
“奈米尺度”及“奈米尺寸”在此可交換使用，可解釋為包含任何在約1微米以下之尺度。
“三度空間(three dimensional)“可廣泛地解釋為包含任何具有側向變化(厚度)及深度變化之結構、結構性元件、壓印或圖案。
“玻璃轉變溫度Tg(glass transition temperature)”可解釋為包含任何聚合物位於橡膠及玻璃狀態之間時的溫度。這表示超過玻璃轉變溫度Tg時，聚合物變成橡膠狀態並可不破裂即可伸縮或塑形。當聚合物之溫度低於Tg時，通常，聚合物會變得不可伸縮及易碎，使得在施予壓力至聚合物時會造成其破裂。值得注意的是，玻璃轉變溫度並不是一個很範圍狹窄的轉換溫度，但通常會逐漸轉變並依據實際條件來變化(例如膜層厚度、聚合物規律性及其類似條件)。真實聚合物之玻璃轉換溫度將會隨膜層厚度之函數隨其改變。玻璃轉變溫度在此定義為聚合物基材之巨大(bulk)的玻璃轉換溫度。巨大的玻璃轉換溫度為一特定值，並廣泛地記載於文獻中。聚合物之玻璃轉換溫度可由Dr. D. T. Wu 2000年所編輯之PPP HandbookTM軟體所得到。
“黏著功(work of adhesion)”意指為多少鍵結力作用於模具與基材之間的接觸區域，其單位表示為Nm-1。
除另有指明，“包含(comprising)”及其詞性變化，係為表示“開放式”之語句，以使其包含所描述之元件且也可包含額外的但未描述之元件。
“約”在表示成分濃度之含量中，通常為所標示量值的+/-5%，更常為所標示量值的+/-4%，更常為所標示量值的+/-3%，更常為所標示量值的+/-2%，所標示量值的+/-1%及更甚至為所標示量值的+/-0.5%。
在整篇說明書中，某些實施例是以範圍格式揭示。值得注意的是，在以下描述中，此範圍格式表示僅為方便及簡潔，但在不表示在此所述之範圍建構在一不可彈性調整的範圍。因此，在此說明書中所述之範圍應具有全部可能的次範圍及在此範圍中所有個別的數值。例如，說明書中之範圍為1至6時，其應具有1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6及其類似範圍，也應具有在此範圍中的獨立數值，例如，1、2、3、4、5、6。無論多寬廣的範圍皆可適用。
在此將揭示一種用於在第一基材上作選擇性沉積之方法之各種示範實施例，但本發明亦不受限於此。此方法包含下列步驟：提供具有第一區域及第二區域之壓印形成表面之模具，此第一區域相較於此第二區域尺寸具有較大的表面積，且其中在此第一區域及第二區域上具有金屬塗佈。此方法亦包含下列步驟：由將此模具與基材相接觸形成一第一壓印於此第一基材上，其中此壓印之形成條件係經選擇，以使此印模之第一區域上部分的金屬塗佈實質上轉移至所形成之壓印上，且第二區域上之金屬塗佈仍維持在此模具上
發明人發現使用印模時，印模形成表面可視為具有兩個不同表面積的區域，在施予模具至基材時，相較於其他區域，有較大表面積的區域會選擇性地將金屬層由模具轉移至基材。未受限於本理論下，發明人相信此選擇性的轉移或沉積金屬層於基材上，是由於模具上之具有較大表面積的區域及基材上相對應之區域之間所產生的高黏著功。由於高黏著功，可促進金屬層選擇性沉積於基材上。相較之下，模具上具有較小表面積之區域並未造成轉移金屬所需的高黏著功，因此當施予模具至基材上時，在此區域上的金屬層不會轉移至基材上之相對應區域。
壓印形成表面之第一區域之表面積可比第二區域之表面積多50%、較佳60%、較佳70%、較佳80%、較佳90%及最佳為95%以上。更佳的是，第一區域之表面積可為第二區域之至少2倍、或至少5倍、或至少10倍、或至少15倍、或至少20倍或至少25倍。
此印模具有已圖案化之印模形成表面於其上。此圖案可包含洞(holes)、圓柱(columns)、柱狀(pillar)、凹穴(dimples)、隆起(projections)、柵欄(gratings)或溝槽(trenches)。此圖案可具有預定之高度、寬度及長度，其可為微米尺度或奈米尺度。圖案與圖案間彼此可互相隔開。此圖案可為三度空間結構。
在一實施例中，第一區域可意指為自模具表面突出的圖案，例如隆起(projections)或柵欄(gratings)。第二區域可意指為沒有自模具表面突起的圖案，例如孔洞、溝槽模具表面本身。第一區域也可意指為模具表面本身。
在另一實施例中，第一區域可意指為沒有自模具表面突起的圖案，例如孔洞(holes)、凹穴(dimples)、溝槽(trenches)表面本身。第二區域可意指為自模具表面突出的圖案，例如圓柱(columns)或柱狀(pillars)、隆起(projections)或柵欄(gratings)。第二區域也可意指為模具表面本身。
此形成於模具上之圖案可由擇自下列群組之方法形成：光學微影、深反應離子蝕刻、全像微影(holographic lithography)、電子束微影(e-beam lithography)、離子束微影(ion-beam lithography)及前述之組合。
在一實施例中，模具上之圖案可包含柵欄/或溝槽。柵欄及/溝槽可沿著相對於此模具之縱軸延伸。柵欄或溝槽之寬度可為微米或奈米尺度。當模具上同時具有柵欄及溝槽時，柵欄及溝槽可與彼此平行排列。模具上之圖案也可包含線及空格圖案。
柵欄及溝槽之寬度可各自獨立地擇自下列組成之族群：約5～50微米、約5～40微米、約5～30微米、約5～20微米、約5～10微米、約10～50微米、約20～50微米、約30～50微米及約40～50微米。在一實施例中，柵欄之寬度及對應的通道可為約10微米。
形成之柵欄具有柵欄常數100nm至1000nm。
形成之柵欄之高度可為10至100nm。
形成之柵欄可為一形狀，當以剖面圖檢視時，擇自下列下列組成之族群：正弦波、方塊波、梯形(trapezoidal shape)、鋸齒狀(blazed shape)及三角形。
柵欄及/或溝槽可具有擇自下列深寬比組成之族群：約0.1～3.0、約0.1～2.5、約0.1～2.0、約0.1～1.5、約0.1～1.0及約0.1～0.5。在一實施例中，柵欄及/或溝槽之深寬比約為0.5。
在另一實施例中，模具上之圖案可包含圓柱及或圓形孔洞。圓柱及或圓形孔洞之直徑可為微米尺度。模具上之圖案也可包含柱(pillar)及/或凹穴(dimples)。
圓柱及/或圓形孔洞之直徑可各自獨立地擇自下列組成之族群：約1～10μm、約1～8μm、約1～6μm、約1～4μm、約1～2μm、約2～10μm、約4～10μm、約6～10μm、約8～10μm及約4～6μm。在一實施例中，圓柱及/或圓形孔洞之直徑約為5μm。
圓柱、柱、凹穴及圓形孔洞之深寬比，係擇自下列組成之族群：約0.1～2.0、約0.1～1.5、約0.1～1.0及約0.1～0.5。在一實施例中，圓柱、柱、凹穴及圓形孔洞之深寬比約可為0.5。在另一實施例中，圓柱、柱、凹陷及圓形孔洞之深寬比約可為1.0。
金屬層中之金屬可擇自下列金屬組成之族群：元素週期表IB族及IIIA族、前述之合金及前述之組合。
在一實施例中，可擇自下列金屬組成之族群：鋁、銅、金、銀、鎳、鉻及前述之組合。
在一實施例中，此金屬可為金。在另一實施例中，此金屬可為銀。
金屬可由熱蒸鍍(thermal evaporation)、電子束蒸鍍(electron beam evapration)或濺鍍(sputtring)沉積於模具表面。
模具表面上之金屬層之厚度可擇自下列範圍所組成之族群：約50～500nm、約50～400nm、約50～300nm、約50～200nm、約50～100nm、約100～500nm、約200～500nm、約300～500nm及約400～500nm。在一實施例中，可選擇金屬層之厚度為約100～200nm。
金屬層在與基材接觸的期間，可選擇性地沉積或轉移至基材上之壓印。
在施予模具至第一基材後，剩餘的金屬層不會選擇性轉移至第一基材上而維持在模具之第二區域上。將模具與第二基材接觸，模具第二區域上之剩餘金屬層可選擇性地轉移至第二基材，以同時形成一壓印及自模具之第二區域選擇性沉積金屬層至第二基材。此領域相關技術人員皆可知的是，第一及第二接觸步驟是可相互交換的。
第一及/或第二基材可為一聚合物基材，例如熱塑聚合物基材。
此熱塑聚合物基材可包含至少一單體，其係擇自下列組成之族群：丙烯酸酯(acrylates)、鄰苯二甲醯胺(phthalamides)、丙烯腈類(acrylonitriles)、纖維素(cellulosics)、苯乙烯(styrenes)、烷類(alkyls)、烷基甲基丙烯酸酯(alkyl methacrylates)、烯類(alkenes)、鹵化烯類(halogenated alkenes)、胺類(amides)、亞醯胺(imides)、芳基醚酮(aryletherketones)、丁二烯(butadienes)、酮類(ketones)、酯類(esters)、縮醛類(acetals)、碳酸酯(carbonates)及前述之組合。
在一實施例中，熱塑性聚合物為聚碳酸酯(polycarbonate)。形成此熱塑性聚合物之單體可擇自下列組成之族群：甲基烷類(methyls)、乙烯類(ethylenes)、丙烯類(propylenes)、甲基丙烯酸甲基酯(methyl methacrylates)、甲基戊烯類(methypentenes)、亞乙烯(vinyludene)、氯亞乙烯(vinyludene chloride)、醚醯亞胺類(etherimides)、乙烯氯化物(ethylenechlorinates)、尿酯(urethanes)、乙烯-乙烯醇(ethylene vinyl alcohols)、氟碳塑膠(fluoroplatics)、碳酸酯(carbonates)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrenes)、二醚酮(etheretherketones)、離子聚合物(ionomers)、丁烯(butylenes)、伸苯基氧化物(phenylene oxides)、碸類(sulfones)、醚碸類(ehtersulfones)、伸苯碸類(phenylene sulfones)、熱塑性彈性體(elastomers)、對苯二甲酸乙二酯(ethylene terephthalate)、對苯二甲酸萘酯(ethylene terephthalate)、萘酸乙二酯(ethylenenaphthalate)及前述之組合。
在每個接觸步驟期間，所得到之在基材上之壓印圖案與模具上之圖案成互補。例如，當模具施予至基材時，模具上含有柵欄圖案可使對應基材上有互補性的通道結構。
在一實施例中，在模具接觸第一及/或第二聚合物基材之步驟期間，此方法可包含控制溫度至超過第一及/或第二聚合物基材之玻璃轉移溫度之步驟。在此溫度下，聚合物軟化並依照模具的形狀塑形，以使壓印創造於聚合物表面上，其中當聚合物基材冷卻變硬時，其上之壓印圖案可為與模具上之圖案呈互補。此外，此模具可較佳施予一預定之壓力一段時間，以形成壓印於聚合物表面上。所使用之溫度及壓力是依聚合物的使用來決定。
此方法可包含使用奈米壓印微影技術。此方法可使基材表面的平面或三度空間結構改變。
模具可由任何化學惰性、且在溫度高於軟基材之玻璃轉換溫度時硬度較軟基材硬高之合適材料。此模具可由矽、金屬、玻璃、石英、陶瓷或前述之組合形成。
當模具接觸至第一及/或第二聚合物基材所使用之溫度，可各自獨立地擇自下列溫度範圍所組成之族群：約120～200℃、約140～200℃、約160～200℃、約180～200℃、約120～140℃、約120～160℃及約120～180℃。
此溫度較佳控制在超過第一及/或第二聚合物基材之玻璃轉換溫度。較佳地，此溫度控制在高於第一及/或第二聚合物基材之玻璃轉換溫度20℃以上。
當模具接觸至第一及/或第二聚合物基材所使用之壓力，可各自獨立地擇自下列壓力範圍所組成之族群：約10bar(1MPa)~50bar(5MPa)、約10bar(1MPa)~40bar(4MPa)、約10bar(1MPa)~30bar(3MPa)、約10bar(1MPa)~20bar(2MPa)、約20bar(2MPa)~50bar(5MPa)、約30bar(3MPa)~50bar(5MPa)、約40bar(4MPa)~50bar(5MPa)及約20bar(2MPa)~30bar(3MPa)。在一實施例中，所施用之壓力約為22bar(2.2MPa)。
模具接觸至第一及/或第二聚合物基材的時間，可各自獨立地控制為約5～120分鐘。對於聚酸酯基材，第一接觸步驟的時間約為15分鐘，第二接觸步驟的時間約為90分鐘。本領域相關之技術人員可知的是，第一及/或第二接觸步驟所進行之時間，是由基材所使用的型態及圖案之任何形貌及密度來決定。
表面積與進行第一及第二接觸步驟之時間的關係為依經驗所得到。然而，在不受限於特定經驗法則下，通常的規則為，當第一區域之表面積大於第二表面積95%以上時，需例如15分鐘。第二接觸步驟需較長的時間，例如90分鐘。
此方法可包含，在第一接觸步驟或第二接觸步驟之前，提供黏結促進劑至第一基材及第二基材上之步驟。較佳地，黏結促進劑皆施予至第一基材及第二基材而形成表面塗佈於其上。在金屬已由模具選擇性轉移至第一及/或第二基材後，黏結促進劑可用於增加金屬層與第一基材及/或第二基材之黏結。此黏結促進劑可為矽烷化合物。
此矽烷化合物可擇自下列所組成之族群：2-硫醇基乙基三甲氧基矽烷(2-mercaptoethyl trimethoxysilane)、3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)、2-硫醇基丙基三乙氧基矽烷(2-mercaptopropyl triethoxysilane)、3-硫醇基丙基三乙氧基矽烷(3-mercaptopropyl triethoxysilane)、2-硫醇基乙基三丙氧基矽烷(2-mercaptoethyl tripropoxysilane)、2-硫醇基乙基三第二丁氧基矽烷(2-mercaptoethyl tri sec-butoxysilane)、3-硫醇基丙基三第三丁氧基矽烷(3-mercaptopropyl tri sec-butoxysilane)、3-硫醇基丙基三異丙氧基矽烷(3-mercaptopropyl triisopropoxysilane)、3-硫醇基丙基三辛氧基矽烷(3-mercaptopropyl trioctoxysilane)、2-硫醇基乙基三2’-乙基己氧基矽烷(2-mercaptoethyl tri-2’-ethylhexoxysilane)、2-硫醇基乙基二甲氧基乙氧基矽烷(2-mercaptoethyl dimethoxyethoxysilane)、3-硫醇基丙基甲氧基乙氧基丙氧基矽烷(2-mercaptopropyl methoxyethoxypropoxysilane)、3-硫醇基丙基二甲氧基甲基矽烷(2-mercaptopropyl dimethoxymethylsilane)、3-硫醇基丙基甲氧基二甲基矽烷(2-mercaptopropyl methoxy dimethylsilane)、3-硫醇基丙基乙氧基二甲基矽烷(2-mercaptopropyl ethoxy dimethylsilane)、3-硫醇基丙基環己氧基甲基矽烷(3-mercaptopropyl cyclohexoxy methylsilane)、4-硫醇基丁基三甲氧基矽烷(4-mercaptobutyl trimethoxysilane)、3-硫醇基-3-甲基丙基三甲氧基矽烷(3-mercapto-3-methylpropyl trimethoxysilane)、3-硫醇基-3-甲基丙基三丙氧基矽烷(3-mercapto-3-methylpropyl tripropoxysilane)、3-硫醇基-3-乙基丙基二甲氧基甲基矽烷(3-mercapto-3-ethylpropyl dimethoxy methylsilane)、3-硫醇基-2-甲基丙基三甲氧基矽烷(3-mercapto-2-methylpropyl trimethoxysilane)、3-硫醇基-2-甲基丙基二甲氧基苯基矽烷(3-mercapto-2-methylpropyl dimethoxy phenylsilane)、3-硫醇基環己基三甲氧基矽烷(3-mercapto-cyclohexyl trimethoxysilane)、12-硫醇基十二烷基三甲氧基矽烷(12-mercaptododecyl trimethoxysilane)、12-硫醇基十二烷基三乙氧基矽烷(12-mercaptododecyl triethoxysilane)、18-硫醇基十八烷基三甲氧基矽烷(18-mercaptooctadecyl trimethoxysilane)、18-硫醇基十八烷基甲氧二甲基矽烷(18-mercaptooctadecyl methoxydimethylsilane)、2-硫醇基-2-甲基乙基三丙氧基矽烷(2-mercapto-2-methylehtyl tripropoxysilane)、2-硫醇基-2-甲基乙基三辛氧基矽烷(2-mercapto-2-methylehtyl trioctoxysilane)、2-硫醇基苯基三甲氧基矽烷(2-mercaptophenyl trimethoxysilane)、2-硫醇基苯基三乙氧基矽烷(2-mercaptophenyl triethoxysilane)、2-硫醇基甲苯基三甲氧基矽烷(2-mercaptotolyl trimethoxysilane)、2-硫醇基甲苯基三乙氧基矽烷(2-mercaptotolyl triethoxysilane)、1-硫醇基甲基甲苯基三甲氧基矽烷(1-mercaptomethyltolyl trimethoxysilane)、1-硫醇基甲基甲苯基三乙氧基矽烷(1-mercaptomethyltolyl triethoxysilane)、2-硫醇基乙苯基三甲氧基矽烷(2-mercaptoehtylphenyl trimethoxysilane)、2-硫醇基乙苯基三乙氧基矽烷(2-mercaptoehtylphenyl triethoxysilane)、2-硫醇基乙基甲苯基三甲氧基矽烷(2-mercaptoehtyltolyl trimethoxysilane)、2-硫醇基乙基甲苯基三乙氧基矽烷(2-mercaptoehtyltolyl triethoxysilane)、2-硫醇基丙苯基三甲氧基矽烷(2-mercaptopropylphenyl trimethoxysilane)、2-硫醇基丙苯基三乙氧基矽烷(2-mercaptopropylphenyl triethoxysilane)、3-氨丙基三甲氧基矽烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-氨丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、4-氨丁基三乙氧基矽烷(3-aminobutyltriethoxysilane)、N-甲基3-氨-2-甲基丙基三甲氧基矽烷(N-methyl-3-amino-2-methylpropyltrimethoxysilane)、N-乙基-3-氨-2-甲基丙基三甲氧基矽烷(N-ethyl-3-amino-2-methylpropyltrimethoxysilane)、N-乙基-3-氨-2-甲基丙基二乙氧基甲基矽烷(N-ethyl-3-amino-2-methylpropyldiethoxymethylsilane)、N-乙基-3-氨-2-甲基丙基三乙氧基矽烷(N-ethyl-3-amino-2-methylpropyltrimethoxysilane)、N-乙基-3-氨-2-甲基丙基甲基二甲氧基矽烷(N-ethyl-3-amino-2-methylpropyl-methyltrimethoxysilane)、N-丁基-3-氨-2-甲基丙基三甲氧基矽烷(N-butyl-3-amino-2-methylpropyltrimethoxysilane)、3-(N-甲基-3-氨-1-甲基-1-乙基)丙基三甲氧基矽烷(3-(N-methyl-3-amino-1-methyl-1-ethyl)-propyltrimethoxysilane)、N-乙基-4-氨-3,3-二甲基丁基二甲氧基甲基矽烷(N-ethyl-4-amino-3,3-dimethylbutyldimethoxymethyl silane)、N-乙基-4-氨-3,3-二甲基丁基三甲氧基矽烷(N-ethyl-4-amino-3,3-dimethylbutyltrimethoxysilane)、N-(環己基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷(N-(cyclohexyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)、N-(2-胺乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane)、N-(2-胺乙基)-3-氨丙基三乙氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane)、N-(2-胺乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane)、氨丙基三乙氧基矽烷(aminopropyltriethoxysilane)、雙(三甲氧基矽-2-甲基丙基)胺(bis-(3-trimethoxysiliy-2-methylpropyl)amine及N-(3’甲氧基矽丙基)-3-氨-2-甲基丙基三甲氧基矽烷(N-(3’-trimethoxysiliypropyl)-3-amino-2-methylpropyltrimethoxysilane)。
在一實施例中，矽烷化合物為3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)。
在不受限於任何特定理論下，一般相信3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)的化學性質可作為金的黏結促進劑，其中此化合物的硫醇基與金黏結，且三甲氧基矽烷官能基黏結至聚碳酸酯基材上。
在一實施例中，黏結促進劑之表面塗佈為小於約10nm。
在此提供一基材，該基材具有微米或奈米尺度之壓印，一體成形於基材表面中，且具有一金屬層沉積於該壓印之至少一部份上。
在此提供一基材，具有自該基材延伸之微米尺寸或奈米尺寸壓印之陣列，該基材包含一柵欄形式之排列，以在該些鄰近壓印間形成溝槽，其中一金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
在此提供如上所述之基材，可使用於燃料電池、表面電漿光譜儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
在此提供如上所述之基材，其中此基材係由上述之方法獲得。
在此提供如上所述之基材，其中此基材係可由上述之方法獲得。
在此提供如上所述之基材，其中此基材係由上述之方法獲得，可使用於燃料電池、表面電漿光譜儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
在此提供如上所述之基材，其中此基材係可由上述之方法獲得，可使用於燃料電池、表面電漿光譜儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
在此提供一種感測晶片，具有一基材主體(body)，其包含自該基材延伸之微米尺寸或奈米尺寸壓印之陣列且經排列以在該些鄰近壓印間形成溝槽，其中一反射金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
在此提供一種表面電漿共振系統，包含：一光源；一如前述之感測晶片；一光源偵測器，用以接收由該感測晶片之該反射金屬層反射的光；以及一光學調幅器(optical modulator)，用以指引調變光至該感測晶片上。
第1圖為顯示一示意圖，其選擇性沉積金屬層至第一基材上(步驟(a)-(c))及隨後選擇性沉積金屬層至第二基材上(步驟(d)-(f))之方法10。
在第1圖之步驟(a)中，矽模具12具有壓印形成表面，其包含第一區域(14a、14b、14c)及含隆起物之第二區域(16a、16b、16c、16d)，經由電子束蒸鍍塗佈有反射金屬(例如金)。模具12掛載於電子束蒸鍍儀(圖中未顯示)中，且距離金標靶一段距離以使蒸鍍為單方向性，而形成第一區域上(14a、14b、14c)之金塗佈層(18a、18b、18c)及第二區域之金塗佈層(20a、20b、20c、20d)。第一區域(14a、14b、14c)之表面積(250,000μm2)相較於第二區域(16a、16b、16c、16d)之表面積(10,000μm2)較大。
在步驟(a)之前，先以黏結促進劑(3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷)對第一聚碳酸酯(PC)基材進行處理，以形成黏結促進劑之表面塗佈24。
在第1圖之步驟(b)中，在溫度超過聚碳酸酯基材22之玻璃轉換溫度(180℃)，壓力為2.2MPa的條件下，施壓矽模具12至聚碳酸酯(PC)基材22表面15分鐘，以在聚碳酸酯基材22形成壓印。
在第1圖之步驟(c)中，在聚碳酸酯基材22自模具12脫膜之前，冷卻至100℃一段時間(1-5分鐘)。
形成在聚碳酸酯基材22上之壓印包含隆起之第一區域(26a、26b、26c)及凹陷之第二區域(28a、28b、28c、28d)。模具12之第一區域上(14a、14b、14c)之金層(18a、18b、18c)轉移至聚碳酸酯基材22上之對應隆起之第一區域(26a、26b、26c)。這是由於模具12上之第一區域(14a、14b、14c)之表面積較隆起之第二區域(16a、16b、16c、16d)之表面積大，使模具12之第一區域(14a、14b、14c)與聚碳酸酯基材22上之對應隆起之第一區域(26a、26b、26c)的黏著功較大。
在第1圖之步驟(d)中，使用具有金塗佈層(20a、20b、20c、20d)於隆起之第二區域(16a、16b、16c、16d)上之相同矽模具12，同時壓印及選擇性沉積金屬至第二聚碳酸酯基材30上。第二聚碳酸酯基材30也有以黏結促進劑(MPTMS)處理，以形成黏結促進劑之塗佈表面32。
在第1圖之步驟(e)中，在溫度超過聚碳酸酯基材30之玻璃轉換溫度(180℃)，壓力為2.2MPa的條件下，施壓矽模具12至聚碳酸酯基材30之表面90分鐘，以在聚碳酸酯基材30上形成壓印。
在第1圖之步驟(f)中，在聚碳酸酯基材30自矽模具12脫膜之前，冷卻聚碳酸酯基材30至100℃ 1-5分鐘。形成在聚碳酸酯30上之壓印包含隆起之第一區域(34a、34b、34c)及凹陷之第二區域(36a、36b、36c、36d)。矽模具12之第二區域(16a、16b、16c、16d)上之金層(20a、20b、20c、20d)轉移至聚碳酸酯基材30上之對應第二區域(36a、36b、36c、36d)。
實施例
下文特舉出較佳實施例作詳細說明如下，然其並非用以限定本發明。
材料及方法 金沉積
在3.8x10-6mbar(3.8x10-7kPa)之壓力下、電流100Ma、沉積速率0.11nm/s的條件下，由電子束蒸鍍法塗佈金於矽模具上。矽模具掛載於Edward Auto 306電子束蒸鍍儀中，並距離金標靶一段距離，以確保金為單方向性的沉積於矽模具上。金不會沉積在任何凹陷區域之側壁上。金層之厚度為100nm至200nm。
聚碳酸酯之表面處理
聚碳酸酯薄膜係以黏結促進劑(3-硫醇基三甲氧基矽烷；MPTMS)作處理，以增強壓印製程進行期間聚碳酸酯及金層之間的黏結。聚碳酸酯浸泡於5ml 3-硫醇基三甲氧基矽烷(MPTMS)與240ml乙醇、10ml去離子水之混合溶液中。此薄膜置於此溶液中過夜，以確保3-硫醇基三甲氧基矽烷(MPTMS)與聚碳酸酯薄膜反應形成一用以促進黏結之表面塗佈。
金轉移
使用傳統奈米壓印技術，以塗佈有金之矽模具及經3-硫醇基三甲氧基矽烷(MPTMS)處理之聚合物基材進行壓印。在Obducant壓印機上，將塗佈有金之模具置於聚合物基材之頂部。接著加熱溫度至超過聚合物基材之玻璃轉移溫度(180℃)，壓力為2.2MPa，進行15分鐘。接著，在100℃下，將矽模具自聚合物脫膜。
在壓印後，金層自模具之突起區域或凹陷區域轉移至至聚合物基材之對應凹陷區域或突起區域。金轉移之區域可由矽模具之幾何圖案所控制。特別的是，金轉移會發生在表面積區域相對較大之區域。第一區域之表面積約大於第二區域的95%以上。
隨後用剩餘附著於矽模具上之金進行一個新的壓印步驟。再次加熱溫度至過聚合物基材之玻璃轉移溫度(180℃)，壓力為2.2MPa，進行90分鐘，其中精確的壓印時間是依照幾何圖案及密度來決定，此製程週期終點為矽模具自聚合物基材在100℃下脫膜。在壓印後，剩餘的金層在與第一壓印相反之區域中自矽模具轉移至聚合物基材。
鑑定
聚合物與金的有顯著不同的反射率，使用光學顯微鏡可鑑定金是否具有一致性的選擇性轉移。在光學顯微鏡圖像中，較亮的區域表示為由金所覆蓋，較暗的區域代表沒有金。
亦使用能量分散X光光譜元素分佈(energy dispersive X-ray spectroscopy elemental；EDS elemental mapping)來確認由光學顯微鏡圖像所得到之結果。同樣地，能量分散X光光譜元素分佈(EDS elemental mapping)可鑑別(permits)特殊的元素，例如金，較亮的區域表示為覆蓋由金，較暗的區域代表沒有金。
實施例1
本實施例將描述於第1圖所示之方法10，使用帶有10μm柱狀(pillar)圖案(深寬比0.5)(顯示於第2圖)之矽模具。矽模具具有壓印形成表面，包含如前述之塗佈有金之第一凹陷區域40及第二隆起區域42。聚碳酸酯基材也如前述以黏結促進劑作處理。
在第一壓印步驟期間，矽模具之第一凹陷區域40中的金層轉移至聚碳酸酯基材之對應隆起區域50(第4a及4b圖)，其中在隆起區域42之金層仍維持在矽模具上。聚碳酸酯基材上之對應凹陷區域52(第4a及4b圖)不具有金層。參見第2及3圖，矽模具之凹陷區域40具有大於矽模具之隆起區域42之表面積，用以促進或使金層便於自矽模具之凹陷區域轉移至基材上。
進行能量分散X光光譜元素分佈(EDS elemental mapping)來確認金確實位於基材上。第5圖顯示為基材之元素分佈圖。第6圖顯示為相對應之掃瞄式電子顯微鏡圖(SEM)。可以看到，在聚碳酸酯基材上之隆起區域50上有金的存在。
隨後，在第二基材上進行如前述之第二壓印步驟。矽模具第二隆起區域42上之剩餘的金層轉移至第二基材上之對應凹陷區域60。第二基材上之隆起區域62不具有金層(第7a及7b圖)
實施例2
本實施例將描述一選擇性沉積金之示範方法10，使用帶有10μm凹穴(dimple)圖案(深寬比1.0)(顯示於第8圖)之矽模具。矽模具具有壓印形成表面，包含如前述之塗佈有金之第一隆起區域70及第二凹陷區域72。如第8圖及第9圖所示，矽模具之第一隆起區域70具有較矽模具之第二凹陷區域72大的表面積。
矽模具上具有如前述之金層塗佈。聚碳酸酯基材也如前述以黏結促進劑作處理。
在第一壓印步驟期間，矽模具之第一隆起區域70中的金層轉移至聚碳酸酯基材之對應凹陷區域80(第10a及10b圖)，而在凹陷區域72之金層仍維持在模具上(第9圖)。如此，聚碳酸酯基材上之對應隆起區域82(第10a及10b圖)不具有金層。矽模具之凹陷區域70具有大於矽模具之隆起區域72之表面積，可促進或便於使金層自矽模具之隆起區域70轉移至基材上。
進行能量分散X光光譜元素分佈(EDS elemental mapping)來確認金確實位於基材上。第11圖顯示為基材之元素分佈圖。第12圖顯示為相對應之掃瞄式電子顯微鏡圖(SEM)。可以看到，在聚碳酸酯基材上之凹陷區域80上有金的存在。
實施例3
本實施例將描述於第1圖所示之方法10，使用帶有10μm柵欄圖案(深寬比0.5)(顯示於第13圖)之矽模具。矽模具具有壓印形成表面，包含如前述之塗佈有金之第一凹陷區域90及第二隆起區域92。聚碳酸酯基材也如前述以黏結促進劑作處理。
在第一壓印步驟期間，矽模具之第一凹陷區域90中的金層轉移至聚碳酸酯基材之對應隆起區域100(第15a及15b圖)，而在隆起區域92之金層仍維持在模具上(第14圖)。如此，聚碳酸酯基材上之對應凹陷區域102(第15a圖及第15b圖)不具有金層。參見第13及14圖，矽模具之凹陷區域90具有大於矽模具之隆起區域92之表面積，用以促進或便於使金層自矽模具之凹陷區域90轉移至基材上。
進行能量分散X光光譜元素分佈(EDS elemental mapping)來確認金確實位於基材上。第16圖顯示為基材之元素分佈圖。第17圖顯示為相對應之掃瞄式電子顯微鏡圖(SEM)。可以看到，在聚碳酸酯基材上之隆起區域102上有金的存在。
隨後，如前述在第二基材上進行第二步驟。矽模具上之第二隆起區域92上之剩餘的金轉移至第二基材之相對應凹陷區域200。第二基材上之隆起區域202不具有金層(第18a及18b圖)
應用
本發明在此所述之方法提供一選擇性沉積金屬層於基材之至少一部份上之製程。
有益的是，依照本發明所述之方法選擇性沉積金屬層至基材上，可在不用光罩或剛性硬罩幕之條件下完成。
有益的是，本發明在此所述之方法，避免使用一些額外的設備或製程，相較於傳統方法可具有較低的成本及消耗較少的時間
有益的是，本發明在此所述之方法同時可使壓印形成於基材上及沉積金屬層於基材上之壓印之選擇區域上。更佳的是，本發明在此所述之方法可選擇性沉積金屬層於非平面基材上。
有益的是，使用本發明在此所述之模具隨後可用於壓印近似或不同的基材。這是因為在第一同時壓印及選擇性沉積期間所維持於模具上之金屬層，隨後可用於進行之同時壓印及選擇性沉積在另一基材上。
有益的是，依照本發明所述之基材可用於燃料電池、表面電漿光譜儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
12．．．矽模具
14a、14b、14c．．．第一區域
16a、16b、16c、16d．．．第二區域
18a、18b、18c．．．第一區域上之金層
20a、20b、20c、20d．．．第二區域上之金層
34a、34b、34c．．．基材之隆起第一區域
36a、36b、36c、36d．．．基材之凹陷第二區域
40．．．凹陷區域
42．．．隆起區域
50．．．隆起區域
52．．．凹陷區域
70．．．隆起區域
72．．．凹陷區域
80．．．對應凹陷區域
82．．．對應隆起區域
90．．．凹陷區域
92．．．隆起區域
100．．．對應隆起區域
102．．．對應凹陷區域
200．．．對應凹陷區域
202．．．對應隆起區域
第1圖為依照本發明一實施例之一選擇性沉積金屬層至第一基材上且隨後選擇性金屬層至第二基材上之方法之流程圖。
第2圖顯示為依照本發明一實施例之矽模具之掃瞄式電子顯微鏡圖。
第3圖顯示為第2圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後之光學顯微鏡圖(放大倍率：50X)。
第4a及4b圖顯示為由第2圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後，第一基材之光學顯微鏡圖(放大倍率：(a)50X(b)5X)。
第5及6圖各自顯示為第4a及4b圖相對應之元素分佈圖及掃瞄式電子顯微鏡圖。
第7a及7b圖顯示為由第2圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第二基材上後，第二基材之光學顯微鏡圖(放大倍率：(a)50X(b)5X)。
第8圖顯示為本發明另一實施例之矽模具之掃瞄式電子顯微鏡圖。
第9圖為由第8圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後，矽模具之光學顯微鏡圖(放大倍率：50X)。
第10a及10b圖為由第8圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後，第一基材之光學顯微鏡圖(放大倍率：(a)50X(b)5X)。
第11及12圖各自顯示為第10a及10b圖相對應之元素分佈圖及掃瞄式電子顯微鏡圖。
第13圖顯示為依照本發明又一實施例之矽模具之掃瞄式電子顯微鏡圖。
第14圖為由第13圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後，矽模具之光學顯微鏡圖(放大倍率：50X)。
第15a及15b圖為由第13圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第一基材上後，第一基材之光學顯微鏡圖(放大倍率：(a)50X(b)5X)。
第16及17圖各自顯示為第15a及15b圖相對應之元素分佈圖及掃瞄式電子顯微鏡圖。
第18a及18b圖顯示為由第14圖之矽模具於第一同時壓印及選擇性沉積金屬層至第二基材上後，第二基材之光學顯微鏡圖(放大倍率：(a)50X(b)5X)。
12．．．矽模具
14a、14b、14c．．．第一區域
16a、16b、16c、16d．．．第二區域
18a、18b、18c．．．第一區域上之金層
20a、20b、20c、20d．．．第二區域上之金層
34a、34b、34c．．．基材之隆起第一區域
36a、36b、36c、36d．．．基材之凹陷第二區域

Claims (35)

  1. 一種在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包括下列步驟：(a)提供一具有一第一區域及一第二區域之壓印形成表面(imprint forming surface)之模具，該第一區域相較於該第二區域具有較大的表面積，且其中該第一區域及第二區域上具有一金屬塗佈；以及(b)以該模具與一第一基材接觸，在該第一基材上形成一壓印，其中該壓印形成之條件係經選擇，以使位於該模具之第一區域上之金屬塗佈實質上轉移至該所形成之壓印上，且該第二區域上之金屬塗佈實質上仍維持在該模具上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中該壓印普遍為一長形壓印，該長形壓印具有一縱軸、一鄰近於該基材之近端及一與該近端反向之遠端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中自該模具之第一區域轉移之金屬塗佈係沉積在該壓印之遠端。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中自該模具之第一區域轉移之金屬塗佈係沉積在置於該壓印之遠端及近端之間的側壁上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上 之基材上形成壓印之方法，在步驟(b)之後，更包含進行：(c)將該模具與一第二基材相接觸以形成一壓印於該第二基材上，以轉移該第二區域上之金屬塗佈至該形成於第二基材上之壓印上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含在該步驟(b)之前提供一黏著層於該基材上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中該第一基材及該第二基材為一熱塑聚合物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中該熱塑聚合物包含擇自由下列群組組成之單體：丙烯酸酯(acrylates)、鄰苯二甲醯胺(phthalamides)、丙烯腈類(acrylonitriles)、纖維素(cellulosics)、苯乙烯(styrenes)、烷類(alkyls)、烷基甲基丙烯酸酯(alkyl methacrylates)、烯類(alkenes)、鹵化烯類(halogenated alkenes)、胺類(amides)、亞醯胺(imides)、芳基醚酮(aryletherketones)、丁二烯(butadienes)、酮類(ketones)、酯類(esters)、縮醛類(acetals)、碳酸酯(carbonates)及前述單體之混合。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含在步驟(b)及(c)進行期間，控制溫度在超過該熱塑聚合物之玻璃轉移溫度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，其中在步驟(b)及(c)進行期間，該溫度至少超過該熱塑聚合物之玻璃轉移溫度20℃以上。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含在步驟(b)及(c)進行期間，控制壓力在10Bar(1MPa)至50Bar(5MPa)之間。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含在步驟(b)及(c)進行期間，控制時間週期在5分鐘至120分鐘之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含自元素週期表IB族及IIIA族中至少一者選擇該金屬層之金屬。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含選擇該壓印形成表面上之第一區域之表面積大於該第二區域之面積95%。
  15. 如申請專利範圍第6項所述之在具有金屬層於其上之基材上形成壓印之方法，包含選擇矽烷化合物作為該黏著層。
  16. 一種由申請專利範圍第1項所述之方法製造之壓印基材，該基材具有微米尺寸或奈米尺寸壓印，一體成形於該基材表面，並具有一金屬層沉積在至少一部份之該壓印上。
  17. 一種由申請專利範圍第1項所述之方法製造之基材，該基材具有自該基材延伸之微米尺寸或奈米尺寸壓印之陣列，該基材包含一柵欄形式之排列，以在該些鄰近壓印間形成溝槽，其中一金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
  18. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中金屬層僅覆蓋該些壓印或該些溝槽其中之一者。
  19. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中每一壓印皆係獨立地由金屬層所覆蓋，而該些溝槽未被該金屬層覆蓋時。
  20. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中可設置一黏著層於該壓印及該金屬層之間。
  21. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中每一溝槽皆係獨立地由金屬層所覆蓋，而該些壓印未被該金屬層覆蓋時。
  22. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中可設置一黏著層於在該溝槽底部及該金屬層之間。
  23. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中該壓印包含複數個溝槽、柵欄、條柱及圓形孔洞。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之基材，其中該些溝槽、柵欄、條柱及圓形孔洞之尺寸係各自為微米尺寸或奈米尺寸。
  25. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中該基材係為熱塑聚合物。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之基材，其中該熱塑 聚合物係為聚碳酸酯。
  27. 如申請專利範圍第16或17項所述之基材，其中該金屬層之金屬係擇自由元素週期表之IB族及IIIA族至少其一。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之基材，其中該金屬係擇自由下列所組成之族群：鋁、銅、金、銀及前述之組合。
  29. 如申請專利範圍第20項所述之基材，其中該黏著層係為一包含矽烷化合物之膜層。
  30. 如申請專利範圍第17項所述之基材，其中該柵欄具有一100nm至1000nm之柵欄常數(grating constant)。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之基材，其中該柵欄之高為10nm至100nm。
  32. 如申請專利範圍第30或31項所述之基材，其中該柵欄具有一形狀，當由剖面角度觀看時，其形狀係擇自由下列所組成之族群：正弦波浪狀、方塊波浪狀、梯形、鋸齒狀(blazed shape)及三角形。
  33. 一種如申請專利範圍第16或17項所述之基材之應用，其使用於燃料電池、表面電漿光譜儀、有機電子元件、微機電系統/奈米機電系統(MEMs/NEMs)、微流體裝置或電漿裝置。
  34. 一種由申請專利範圍第1項所述之方法製造之感測晶片，具有一基材本體，該基材本體包含自該基材延伸之微米尺寸或奈米尺寸壓印之陣列，且經排列以在該些鄰 近壓印間形成溝槽，其中一反射金屬層覆蓋該些壓印或該些溝槽。
  35. 一種表面電漿共振系統，包含：一光源；一如申請專利範圍第34項所述之感測晶片；一光偵測器，用以接收由該感測晶片之該反射金屬層反射的光；以及一光學調幅器(optical modulator)，用以指引調變光至該感測晶片上。
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