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DE69405451T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines strukturierten Reliefbildes aus vernetztem Photoresist auf einer flachen Substratoberfläche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines strukturierten Reliefbildes aus vernetztem Photoresist auf einer flachen Substratoberfläche

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DE69405451T2
DE69405451T2 DE69405451T DE69405451T DE69405451T2 DE 69405451 T2 DE69405451 T2 DE 69405451T2 DE 69405451 T DE69405451 T DE 69405451T DE 69405451 T DE69405451 T DE 69405451T DE 69405451 T2 DE69405451 T2 DE 69405451T2
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DE
Germany
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matrix
relief
substrate
photoresist
substrate surface
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DE69405451T
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Jan Haisma
Johannes Thomas Schrama
Martinus Johannes Verheijen
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefbildes aus ausgehärtetem Photoresist auf einer flachen Substratoberfläche, wobei die Substratoberfläche mit einer Schicht eines mit UV-Licht aushärtbaren flüssigen Photoresists versehen wird, wonach der Photoresist mit einer für UV-Licht transparenten Matrize in Kontakt gebracht wird, die mit einem Relief versehen ist, das zu dem annubringenden mustermäßigen Relief komplementär ist und danach durch Bestrahlung mit einer UV-Lichtquelle unter Bildung des mustermäßigen Reliefs zum Aushärten gebracht wird, wonach die Matrize von dem ausgehärteten Relief entfernt wird.
  • Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefs aus ausgehärtetem Photoresist auf einer flachen Oberfläche eines Substrats.
  • Derartige Verfahren werden beispielsweise bei der Herstellung flacher Schirme für Flüssigkristall-Wiedergabeanordnungen (LCD und LC-TV) angewandt, wobei das mustermäßige Relief aus der sog. "Black Matrix" zwischen den Farbfiltern besteht. Das Verfahren läßt sich ebenfalls bei der Herstellung mustermäßiger Reliefs auf Schirmen flache Farbbildröhren, wie flachen Elektronenstrahlröhren und Elektronenfaserwiedergabeanord-nungen anwenden. Ein anderer Anwendungsbereich ist das Anbringen einer definierten Rauhigkeit auf einem flachen Fernsehschirm zur verringerung von Reflexionen ("anti glare").
  • Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus den "Patent Abstracts of Japan" JP- A-3-54569. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Tropfen flüssigen Photoresists zwischen einem flachen Substrat und einer flachen Matrize eingegeben, wobei diese Matrize mit einem mustermäßigen Relief in Form von Vertiefungen ("recessed areas") versehen ist, die das Komplement zu dem anzubringenden Relief in Form herausragender Teile bilden. Die Matrize und das Substrat werden aufeinander gedrückt, so daß der Photoresist sich über die ganze Substratoberfläche verbreitet. Der Photoresist wird durch Belstrahlung mit UV-Licht zum Aushärten gebracht, wobei die Belstrahlung durch das Substrat oder durch die Matrize hindurch erfolgt. Nach der Aushärtung des Photoresists wird die Matrize von dem Substrat entfernt, wobei auf dem Substrat das komplementäre Muster des reliefs der Matrize in ausgehärtetem Photoresist zurückbleibt. Dieses bekannteverfahren wird in der Literatur auch als Replikation bezeichnet. Die hervorragenden Teile des gebildeten Reliefs haben Abmessungen von beispielsweise 10 x 10 µm. Zwischen den herausragenden Teilen des ausgehärteten Reliefs befmdet sich ebenfalls ausgehärteter Photoresist, der durch eine einheitliche Ätzbehandlung entfernt werden soll.
  • Das bekannte Verfahren hat eine Anzahl Nachteile. Das bekannte Verfahren eignet sich nicht zum Anbringen eines Reliefmusters auf großen Oberflächen von beispielsweise 1 x 1 m, sondern beschränkt sich auf Abmessungen von höchstens 30 x 30 cm. Bij größeren Abmessungen wird die Entfernung der Matrize von dem ausgehärteten Photoresist ein Problem, und zwar wegen der dann auftretenden hohen Hafikraft. Trotz der Verwendung eines Lösungsmittels sind fur die Entfernung großer Oberflächen wesentliche Kräfte erforderlich, wodurch die gefahr vor Beschädigung des Substrats und/oder der Matrize entsteht. Bei Verwendung eines biegsamen Substrats und/oder einer solchen Matrize ist die Entfernung leichter durchführbar, aber in vielen Fällen sind biegsame Substrate und/oder Matrizen unmöglich oder unerwünscht, beispielsweise um eine reproduzierbare Präzision zu erreichen. Zum Anbringen eines Reliefs auf großen Oberflächen ist es im Grunde möglich, das Relief aus einer Anzahl nebeneinander liegender replizierter Oberflächen aufrubauen. Dieses letztere Verfahren hat jedoch den nachteil, daß die replizierten Oberflächen genau nebeneinander vorgesehen werden müssen, damit sichtbare Nahtbildung durch Fehlpassung der aneinander anschließenden Reliefs verrnieden wird. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahens ist die gefahr vor Einschluß von Lunkern in dem flüssigen Photoresist beim Zusammensetzen von Matrize und Substrat. Diese Gefahr ist umso größer, je nachdem die Abmessungen der zu replizierenden Oberflächen zunehmen. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ist die obengenannte notwendige Ätzbehandlung des ausgehärteten Photoresists, damit dieser zwischen den herausragenden Teilen des Reliefs entfernt wird.
  • Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist und zum nahtlosen Replizieren von Reliefmustem von beispielsweise 10 x 10 µm auf Oberflächen von 1 x 1 m. Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen zum Schaffen eines mustermäßigen Reliefs.
  • Diese Aufgabe, ein derartiges Verfahren zu schaffen, wird nach der Erfindung erfüllt durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Matrize eine um die Zylinderachse sich drehende hohle kreiszylinderförmige Matrize verwendet wird, wobei die Außenseite der Mantelfläche des Zylinders mit dem Relief versehen ist, und wobei die Zylinderachse sich parallel zu der Substratoberfläche erstreckt, wobei das Innere der Matrize mit einem ellipsenförmigen Spiegel mit einer ersten und einer zweiten Brennlinie versehen ist, wobei diese Brennlinien sich parallel zu der Substratoberfläche erstrecken und wobei die erste Brennlinie mit der Längsachse der UV-Lichtquelle und die zweite Brennlinie mit einer Tangente der Matrize an der Substratoberfläche zusammenfällt, so daß an der Stelle der zweiten Brennlinie der Photoresist unter Bildung eines Teils des mustermäßigen Reliefs zum Aushärten gebracht wird, während die Substratoberfläche mit der sich drehenden Matrize in rutschtreiem Kontakt gehalten wird.
  • Nach der Erfmdung wird die für UV-Licht transparente Matrize durch einen Hohizylinder mit einem kreisförmigen senkrechten Querschnitt. Die Außenseite der Zylinderoberfläche ist mit einem mustermäßigen Relief versehen, das dem auf dem Substrat anzubringenden Relief entspricht, jedoch in komplementärer Form. Das Relief kann vertieft in oder erhaben auf der Zylinderoberfläche angebracht sein. Die zylinderformige Matrize wird auf die Substratoberfläche gelegt, wobei die Zylinderachse sich parallel zu der Oberfläche erstreckt. Die zylinderförmige Matrize wird rutschfrei über die Substratoberfläche abgerollt. Dies kann dadurch geschehen, daß entweder die zylinderförmige Matrize angetrieben wird, oder daß die Substratoberfläche geradlinig verlagert wird, so daß die zylinderförmige Matrize durch Reibung mit der Substratoberfläche in Drehung versetzt wird. Auf dem Substrat wird eine schicht aus einem flüssigen Photoresist angebracht, mit der Eigenschaft, daß dieser Photoresist durch Bestrahlung mit UV-Licht zum Aushärten gebracht wird. Die zylinderförmige Matrize ist im Innern mit einem ellipsenförmigen Spiegel mit zwei Brennlinien versehen, die sich parallel zu der Zylinderachse erstrecken. An der Stelle der einen Brennlinie ist eine längliche UV-Lichtquelle angeordnet, deren Licht vom Spiegel auf die zweite Brennlinie fokussiert wird. Die zweite Brennlinie fällt mit der Tangente der zylinderförmigen Matrize an der Substratoberfläche zusammen. Beim Drehen der Matrize über die Substratoberfläche bewegt sich die Tangente über die Substratoberfläche und zwar parallel zu den Zylindern. Die Lichtquelle und der ellipsenförmige Spiegel sind beim Drehen der Matrize über die Substratoberfläche nach wie vor gegenüber dieser beweglichen Tangente fixiert. Durch die Fokussierte Bestrahlung mit UV-Licht wird der Photoresist an der Stelle der Tangente zum Aushärten gebracht. Der ausgehärtete Photoresist haftet an der Substratoberfläche und löst sich von der sich drehenden Matrize. Weil die Lösung nach diesem Verfahren über nur eine sehr schmale Oberfläche stattzuflnden braucht, sind die erforderlichen Lösungskräfte viel geringer als bei Verwendung flacher Matrizen. Durch die sehr schmale Kontaktoberfläche zwischen der Matrize und dem Substrat ist die gefahr vor Lunkem in dem flüssigen Photoresist und Lunkem zwischen Matrize und Photoresist minimal, weil während der Andrückung von Matrize und Substrat etwaige Luftblasen seitlich in dem flüssigen Photoresist weggedrückt werden. Während der Rotation wird das Muster von der sich drehenden Matrize auf das flache Substrat übertragen. In einem typischen Beispiel besteht das Relief aus Reihen von Blöcken aus ausgehärtetem Photoresist mit Abmessungen von 10 x 10 µm und mit einer Dicke von 2 µm, wobei die Blöcke einen gegenseitigen Abstand von 10 µm aufweisen. Bei Substratabmessungen von 1 x 1 m beträgt die Länge der zylinderförmigen Matrize etwa 1 m und der Außenumfang etwa 0,3 m, wenn die matrize einmal über das Substrat abrollt. Nach diesem Verfahren entsteht eine nähtlos replizierte Oberfläche großer Abmessungen (1 x 1 m) mit einem Relief sehr kleiner Abmessungen (10 x 10 µm).
  • Für den Photoresist lassen sich viele bekannte UV-härtbare Photoresiste verwenden, beispielsweise diejenigen auf Basis von Epoxy und Acrylat. Durchaus geeignet sind Di- und Triacrylate, mit denen ein vernetztes und damit hartes Polymernetzwerk gebildet wird. Acrylate härten bei Raumtemperatur durch UV-Bestrahlung schnell aus. Beispiele sind 1,6-Hexandioldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, bis(2-Hydroxyäthyl)bisphenol-A-dimethacrylat und Trimethylolpropantriacrylat. Der Photoresist enthält auch einige Gewichtsprozente eines geeigneten Photoinitiators wie α,α-Dimethoxy-α-Phenylacetophenon.
  • Zur Bestrahlung können eine oder mehrere UV-Leuchtstofflampen oder Hochdruckquecksilberlampem verwendet werden, die UV-Licht ausstrahlen, beispielsweise in einem Wellenbereich um 360 um herum, je nach dem verwendeten Photoinitiator.
  • Das Material der transparenten, zylinderförmigen Matrize kann aus Glas oder Kunststoff sein, wie PMMA. Zum Erreichen einer hohen Genauigkeit und einer guten Reproduzierbarkeit wird die Matrize vorzugsweise aus einem Material mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (TEC) hergestellt. Die UV-Lichtquelle erwärt die Matrize beim gebrauch um eigige Grad Celcius. In einem typischen Beispiel beträgt die erforderliche Maßgenauigkeit 1:10&sup5; (und zwar 10 µm über 1 m). Um diese Genauigkeit beizubehalten beträgt der TEC des Materials der Matrize höchstens 10&supmin;&sup6;/ºC. Ein geeignetes Material für die Matrize ist beispielsweise Quarzglas, das einen TEC hat von 5.10&supmin;&sup7;/ºC. Dieses Material wird von vielen Herstellem geliefert, beispielsweise von der Firma Schott unter der bezeichnung Homosil .
  • Andere geeignete Werkstoffe für die Matrize sind beispielsweise Glaskeramik, wie Zerodur der Firma Schott, und ULE ("Ultra-Low Expansion Glass) der Firma Coming. Beide Werkstoffe haben einen sehr niedrigen TEC von 5.10&supmin;&sup8;/ºC und sind außerdem transparent für nahes-UV-Licht (λ> 300 nm).
  • Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß mit der Matrize eine vollständige Drehung durchgeführt wird. Dies bedeutet, daß der Außenumfang der zylinderförmigen Matrize das vollständig e anzubringende Relief in komplementärer Form aufweist. Mit einer derartigen Matrize kann ein nahtloses Muster ausgehärteten Photoresists auf dem Substrat angebracht werden.
  • Vorzugsweise wird die Matrize mit einem Trenumittel versehen, wodurch beim Replizieren der ausgehärtete Photoresist sich leichter von der Matrize trennt. Als Trennmittel lassen sich die an sich bekannten Mittel verwenden, wie Silane, unter denen Trimethylchlorsilan, Trimethylsilyldiäthylamin und Trimethylmethoxysilan. Diese Silane enthalten reaktive Gruppen, die unter Bildung gleichwertig gebundener -Si-O-Si-(CH&sub3;)&sub3;- Gruppen auf der Matrizenobertläche mit den -Si-OH-Gruppen der Matrizenoberfläche reagieren. Diese Gruppen bilden für die Matrizenoberfläche eine Abschirmung gegen den Photoresist. Statt Methylsilane sind auch andere Alkylsilane verwendbar. Die Silanierung der Matrizenoberfläche kann auf übliche Weise aus der Dampfphase oder aus der Flüssigkeitsphase erfolgen. Als Trennmittel kommen ebenfalls höhere Fettsäuren, wie Octadecylsäure in Betracht.
  • Vorzugsweise wird die Substratoberfläche, die meistens eine Glasoberfläche ist, mit einem Hafimittel flir den Photoresist versehen. Als Hafimittel flir den Photoresist kommen viele an sich bekannte Mittel in Betracht, unter denen Silane. Wenn ein Acrylat als Photoresist verwendet wird, enthält das Silan eine Acrylatgruppe und eine Gruppe, die mit - SiOH-Gruppen der Glasoberfläche reagiert, wie eine Alkoxygruppe und ein Halogenatom. Der Photoresist wird durch die -SiOH-Bindung gleichwertig mit der Glasoberfläche verbunden. Beispiele geeigneter Hafisilane für acrylathaltige Photoresiste sind beispielsweise 3-(Methacryloxy)propyltrimethoxysilan und 3-(Methacryloxy)propyltrichlorsilan. Wenn der Photoresist Epoxy oder Polyester aufweist, werden Silane mit einer Epoxygruppe verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefs auf einer passiven Platte einer Flüssigkristallwiedergabeanordnung (LCD und LC-TV). Bei einer derartigen LC- Anordnung enthält die passive Platte mustermäßig angebrachte Farbfilter in den Farben Rot, Grün und Blau. Um den Kontrast zwischen den Farbfiltern zu verbessern wird oft zwischen den Farbfiltern ein lichtschluckendes Raster vorgesehen, die sog. "Black Matrix". Dieses Raster besteht oft aus schwarzem Farbstoff oder Metall, wie Chrom oder Nickel. dadurch, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mustermäßig Photoresist auf einer dünnen Schicht aus beispielsweise einem schwarzen Farbstoff- oder Metallfilm angebracht wird, wonach die unbedeckten Teile der Farbstoff- oder Metallschicht in einem Ätzverfahren entfernt werden, wird das lichtschluckende Raster erhalten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ebenfalls zum Anbringen des Farbmusters selbst anwenden.
  • Das verfahren ist ebenfalls anwendbar bei der Herstellung mustermäßiger Reliefs auf Schirmen flacher Farbbildröhren, wie flachen Elektronenstrahlröhren und Elektronenfaserwiedergabeanordnungen. Ein anderer Anwendungsbereich ist das Anbringen einer definierten Rauhigkeit auf einem flachen Fernseh-Bildschirm zur Verringerung von Reflexionen.
  • Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Anordnung zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefs aus ausgehärtetem Photoresist auf einer ebenen Oberfläche eines Substrats und weist dazu das Kennzeichen auf, daß die Vorrichtung eine um die Zylinderachse drehbare, hohle, kreiszylinderförmige und für UV-Licht transparente Matrize aufweist, wobei die Außenseite der Mantelfläche mit einem Relief versehen ist, das zu dem annubringenden mustermäßigen Relief komplementär ist, wobei in der Matrize wenigstens eine UV-Lichtquelle sowie Mittel zum Fokussieren des UV-Lichtes auf eine Linie parallel zu der Zylinderachse und mit dem Relief zusamenfallend vorgesehen ist und wobei die Vorrichtung weiterhin mit einem Substratträger versehen ist, der Mittel aufweist zum Befestigen des Substrats und Mittel um wenigstens während der Bestrahlung die Substratoberfläche mit der drehbaren Matrize derart in intensivem Kontakt zu bringen, daß die Substratoberfläche und die Matrize gegenüber einander abrollbar sind.
  • In einer geeigneten Ausführungsform der Anordnung enthalten die Mittel zum Fokussieren des UV-Lichtes einen ellipsenförmigen Spiegel. Wie oben erläutert, befindet sich die Lichtquelle in der einen Brennlinie des ellipsenförmigen Spiegels, während die andere Brennlinie mit der Tangente des Reliefs des Außenumfangs der zylinderförmigen Matrize mit dem Substrat. Die beiden Tangenten erstrecken sich parallel zu der Zylinderachse.
  • Vorzugsweise bestehen die Mittel zum Befestigen des Substrats aus kanalförmigen Öffnungen, die an die Oberfläche des Substratträgers münden, wobei diese Öffnungen mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehen. Beim Replizieren ist das Substrat mit dem Substratträger nach wie vor unbeweglich verbunden. Das Substrat wird über den Substratträger auf machanischem oder pneumatischem Weg derart gegen die zylinderförmige Matrize gedrückt, daß das Substrat und die Matrize gegenüber einander rutschfrei abrollbar sind.
  • Die zylinderförmige Matrize dreht beim Replizieren um die UV-Lichtquelle und den Spiegel herum und ist beispielsweise an einem an sich bekannten Luftlager mit einer hohen Schwenkfestigkeit aufgehängt.
  • Mit einer solchen Vorrichtung ist es auch möglich, eine zylinderförmige Matrize herzustellen, ausgehend von einer flachen Muttermatrize. Auf dem Substratträger wird eine flache Glasplatte gelegt, in der auf photographischem Weg das gewünschte mustermäßige Relief angebracht ist. Das Relief wird mit einer Trennschicht versehen. Diese Glasplatte dient als Muttermatrize und wird mit einer Schicht aus einem UV- aushärtenden Photoresist versehen. Dieses Relief der Muttermatrize wird wie folgt auf den Außenumfang eines für UV-Licht transparenten Hohlzylinders übertragen. In dem Ausgangszustand ist die Oberfläche des Außenumfangs des Zylinders glatt und mit einer Haftschicht für den Photoresist versehen. Durch Bestrahlung mit der UV-Lichtquelle über den ellipsenförmigen Spiegel in dem Hohlzylinder wird an der Stelle der Tangente des Zylinders an der Muttermatrize der Photoresist zum Aushärten gebracht. Durch Drehung des Zylinders trennt sich der ausgehärtete Photoresist von der Muttermatrize und heftet sich an die Manteloberfläche der Zylinders. Nach einer vollen Umdrehung des Zylinders ist das vollständige Relief von der Muttermatrize auf den Zylinder übertragen. Der Zylinder mit dem Relief aus ausgehärtetem Photoresist wird beispielsweise unter Entfernung des ausgehärteten Photoresists und unter Bildung eines vertieften Reliefs in dem Material des Zylinders in einem reaktiven Ätzverfahren in beispielsweise einem fluorhaltigen Plasma geätzt. Das Relief auf dem Zylinder kann auch in einem Lasergravierungsverfahren angebracht werden. Die verwendeten Materialien für den Zylinder, den Photoresist, die Haft- und Trennschichtenentsprechen denen, die oben bereits genannt worden sind. Der auf diese Weise erhaltene Zylinder mit dem Relief am Außenumfang wird als Matrize bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung, in der die einzige Figur einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren darstellt.
    • Ausführungsbeispiel
  • In der Figur ist durch 1 ein schematischer Schnitt durch eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezeichnet. Die wesentlichen Teile der Vorrichtung bestehen aus einer zylinderförmigen Matrize 3 aus "ULE" der Firma Corning. Dieses Material hat einen sehr niedrigen TEC von 5.10&supmin;&sup8;/ºC und ist für nahes-UV-Licht transparent. Die Länge des Zylinders 3 beträgt 1 m und der Außenumfang 31 cm. Der Zylincer 3 ist um eine nicht angegebene Welle mit hoher Schwenkfestigkeit drehbar und ist an einem metallenen Luftlager 5 angehängt. Zwischen der Matrize 3 und dem lager 5 befindet sich ein Luftspalt 7 mit Luft höheren Drucks. Die Welle ist um die Achse 9 drehbar. Die Mantelfläche 11 des Zylinders 3 ist mit einem mustermäßigen vertieften Relief 13 versehen, das aus nebeneinander liegenden Reihen quadratische Vertiefungen mit Abmessungen von 10 x 10 µm und einer Tiefe von 2 µm bestehen. Das Relief wird mit einer nicht dargestellten Trennschicht aus Trimethylchlorsilan versehen. Das Innere 15 des Zylinders 3 ist mit einer länglichen UV-Leuchtstofflampe 17 versehen, die sich in der ersten Brennlinie eines ellipsenförmigen Spiegels 21 befindet. Das UV-Licht 19 mit einer Wellenlänge von 350 nm, herrührend von der UV-Lichtquelle, wird durch den Spiegel 21 auf die zweite Brennlinie 23 des Spiegels fokussiert. Die beiden Brennlinien laufen parallel zu der Achse 9 des Zylinders. Die Brennlinie 23 fällt mit dem Außenumfang 11 des Zylinders 3 zusammen. Die Brennlinie 23 ist durch den Spiegel derart positioniert, daß diese mit der Tangente des Außenumfangs 11 der Oberfläche 25 eines gläsemen Substrats 27 zusammenfällt. Das Substrat 27 hat Abmessungen von 1 x 1 m und eine Dicke von 5 mm. Die Oberfläche 25 des Substrats 27 wird mit einer nicht dargestellten Haftschicht aus 3-(Methacryloxy)propyltrimethoxysilan (A 174 von Ventron) versehen. Das Substrat 27 befindet sich auf einem stählernen Substratträger 29 und wird daran durch einen Unterdruck an der Stelle der Mündungen 31 nicht dargestellter Kanäle in dem Substratträger 29 befestigt. Die Kanäle sind mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden. Das Substrat 27 wird über den Substratträger 29 gegen die Matrize 3 gedrückt, so daß die Matrize 3 rutschfrei über die Substratoberfläche 25 rollen kann. Auf der Oberfläche 25 des gläsernen Substrats 27 wird eine Schicht 33 aus einem UV-härtenden flüssigen Photoresists angebracht. Als Photoresist wird Diacryl 101 (ein Bisphenol A Dimethocrylat) von "Akzo Chemie" verwendet, dem 3 Gew.% eines Photoinitiators (Irgacure 651 von Ciba Geigy) hinzugefügt ist. An der Stelle der Tangente 23 härtet der Photoresist unter dem Einfluß von UV-Licht aus. Durch die Rotationsbewegung der Matrize 3 in der Pfeilrichtung entsteht ein Abdruck 37 des ausgehärteten Photoresists auf der Substratoberfläche 25. Der Abdruck 37 bildet das Komplement des Reliefs 13 der Matrize 3. Nach einer vollen Umdrehung der Matrize ist das mustermäßige Relief 13 von der Matrize auf die Substratoberfläche 25 in Form eines Reliefs aus ausgehärtetem Photoresist 37 übertragen worden. Durch die sehr geringe Berührungsoberfläche zwischen Matrize 3 und Substrat 27 sind die erforderlichen Trennkräfte beim Replizieren viel kleiner als bei Verwendung einer flachen Matrize. Auf der ebenen Substratoberfläche 25 wird ein mustermäßiges Relief 37 hoher Präzision angebracht. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit hoher Genauigkeit ein mustermäßiges Relief mit geringen Abmessungen (10 x 10 µm) auf großen Oberflächen (1 x 1 m) angebracht, wobei die erforderlichen Trennkräfte sehr gering sind.

Claims (10)

1. Verfahren zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefbildes aus ausgeärtetem Photoresist (37) auf einer flachen Substratoberfläche (27), wobei die Substratoberfläche (27) mit einer Schicht (33) eines mit UV-Licht aushärtbaren flüssigen Photoresists versehen wird, wonach der Photoresist mit einer für UV-Licht transparenten Matrize (3) in Kontakt gebracht wird, die mit einem Relief(13) versehen ist, das zu dem anzubringenden mustermäßigen Relief komplementär ist und danach durch Bestrahlung mit einer UV- Lichtquelle (17) unter Bildung des mustermäßigen Reliefs zum Aushärten gebracht wird, wonach die Matrize (3) von dem ausgehärteten Relief (37) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Matrize eine um die Zylinderachse (9) sich drehende hohle kreiszylinder förmige Matrize (3) verwendet wird, wobei die Außenseite der Mantelfläche (11) des Zylinders mit dem Relief (23) versehen ist, und wobei die Zylinderachse (9) sich parallel zu der Substratoberfläche (27) erstreckt, wobei das Innere (15) der Matrize (3) mit einem ellipsenförmigen Spiegel (21) mit einer ersten und einer zweiten Brennlinie (23) versehen ist, wobei diese Brennlinien sich parallel zu der Substratoberfläche (27) erstrecken und wobei die erste Brennlinie mit der Längsachse der UV-Lichtquelle (17) und die zweite Brennlinie (23) mit einer Tangente der Matrize (3) an der Substratoberfläche (27) zusammenfällt, so daß an der Stelle der zweiten Brennlinie (23) der Photoresist unter Bildung eines Teils des mustermäßigen Reliefs (37) zum Aushärten gebracht wird, während die Substratoberfläche (27) mit der sich drehenden Matrize (3) in rutschfreiem Kontakt gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (3) aus einem Material mit einem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von maximal 10&supmin;&sup6;/ºC gebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Matrize (3) aus Quarzglas, eine Glaskeramik oder aus Glas mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten gebildet ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (3) eine vollständige Drehung macht.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (3) mit einem Trennmittel versehen ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (27) mit einem Haftförderungsmittel für den Photoresist versehen ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine passive Platte einer Flüssigkristallwiedergabeanordnung als Substrat (27) verwendet wird.
8. Vorrichtung (1) zum Anbringen eines mustermäßigen Reliefs aus ausgehärtetem Photoresist (37) auf einer ebenen Oberfläche eines Substrats (27), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine um die Zylinderachse (9) drehbare, hohle, kreiszylinderförmige und für UV-Licht transparente Matrize (3) aufweist, wobei die Außenseite der Mantelfläche (11) mit einem Relief (13) versehen ist, das zu dem anzubringenden mustermäßigen Relief komplementär ist, wobei im Innern (15) der Matrize wenigstens eine UV-Lichtquelle (17) sowie Mittel (21) zum Fokussieren des UV-Lichtes auf eine Linie (23) parallel zu der Zylinderachse (9) und mit dem Relief(13) zusamenfallend vorgesehen ist und wobei die Vorrichtung (1) weiterhin mit einem Substratträger (29) versehen ist, der Mittel aufweist zum Befestigen des Substrats (27) und Mittel um wenigstens während der Bestrahlung die Substratoberfläche (27) mit der drehbaren Matrize (3) derart in intensivem Kontakt zu bringen, daß die Substratoberfläche (27) und die Matrize (3) gegenüber einander abrollbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel (21) zum Fokussieren des UV-Lichtes einen ellipsenförmigen Spiegel aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Befestigen des Substrats (27) aus kanalförmigen Öffnungen (31) in dem Substratträger (29) bestehen, wobei diese Öffnungen (31) mit einer Vakuumpumpe in Verbindung stehen.
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