CN101770163B - 模仁的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种模仁的制造方法，包括以下步骤：提供一个可透过紫外光的玻璃基板；在该玻璃基板的表面形成一层光阻层；对该光阻层进行曝光显影，从而在该光阻层形成多个预定排列的通孔；蚀刻该多个通孔所对应的玻璃基板表面，从而在该玻璃基板的表面形成多个相应的凹槽；在每个凹槽中填充光固化材料；去除光阻层，并保持未设置凹槽的玻璃基板表面暴露在外；固化每个凹槽的光固化材料；利用超精密加工机床对每个凹槽内的光固化材料进行加工，在每个凹槽的光固化材料表面均形成一个成型面，从而得到具有多个成型面的模仁。

Description

模仁的制造方法
技术领域
本发明涉及一种模仁的制造方法，尤其是涉及一种用于紫外压印的模仁的制造方法。
背景技术
模仁通常用于压印熔融状态的光固化材料，该光固化材料经固化后得到成型元件。紫外压印技术(请参见Liang Ying-xin，Wang Tai-hong，“A New Technique for Fabricationof Nanodevices-Nanoimprint Lithography”，Micronanoelectronic Technology，2003，Vol.4-5)是采用紫外光照射聚合物实现固化成型的一种压印技术，特别适用于大批量、重复性、精确制备微结构。
目前，模仁的制造方法通常是首先在玻璃基板表面涂覆一液态或熔融态的光固化材料层，如PMMA，然后使用一金属模仁压印该光固化材料，固化该光固化材料，脱模，完成图形转移而形成具有多个成型面的模仁。也可以利用超精密加工技术切削、研磨该光固化材料，从而得到具有多个成型面的模仁。但以上方法中，光固化材料层在形成于整个玻璃基板表面时，由于“edge bead”效应，即越靠近边缘膜越厚，不易形成一层均匀厚度的膜层。此外，由于该透明模仁在压印过程中，与成型元件接触的为该光固化材料层，其机械强度较低易变形，容易导致多个成型元件尺寸不一致，影响压印效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种机械强度较高、精确度较高的模仁的制造方法。
一种模仁的制造方法，其包括以下步骤：提供一个可透过紫外光的玻璃基板；在该玻璃基板的表面形成一层光阻层；对该光阻层进行曝光显影，从而在该光阻层形成多个预定排列的通孔；蚀刻该多个通孔所对应的玻璃基板表面，从而在该玻璃基板的表面形成多个相应的凹槽；在每个凹槽中填充光固化材料；去除光阻层，并保持未设置凹槽的玻璃基板表面暴露在外；固化每个凹槽的光固化材料；利用超精密加工机床对每个凹槽内的光固化材料进行加工，在每个凹槽的光固化材料表面均形成一个成型面，从而得到具有多个成型面的模仁。
相较于现有技术，首先，本发明的模仁的制作方法采用将光固化材料填充于玻璃基板的凹槽中，由于与玻璃的接触面积较小，厚度较均匀。其次，该透明模仁在压印过程中，与成型元件接触的大部分面积为玻璃基板，其机械强度较高不易变形，使得压印过程精确度较高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的模仁的制造方法的流程图。
图2至图7是本发明实施例提供的模仁的制造方法的过程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，其为本发明实施例中模仁的制造方法的流程图。该方法包括以下步骤：
提供一个可透过紫外光的玻璃基板；
在该玻璃基板的表面形成一层光阻层；
对该光阻层进行曝光显影，从而在该光阻层形成多个预定排列的通孔；
蚀刻该多个通孔所对应的玻璃基板表面，从而在该玻璃基板的表面形成多个相应的凹槽；
在每个凹槽中填充光固化材料；
去除光阻层，并保持未设置凹槽的玻璃基板表面暴露在外；
固化每个凹槽的光固化材料；
利用超精密加工机床对每个凹槽内的光固化材料进行加工，在每个凹槽的光固化材料表面均形成一个成型面，从而得到具有多个成型面的模仁。
下面结合图2至图5对本发明实施例中模仁的制造方法进行详细说明。
请参阅图2，首先提供一玻璃基板30，该玻璃基板30可透过紫外光，优选为透过率大于95％，在本实施例中，该玻璃基板30的材料为石英玻璃。该玻璃基板30具有两个相对的表面，即第一表面302和第二表面304。
利用裂缝涂布(Slit Coat)或者自转式涂布法或其它涂布法在该玻璃基板30的第一表面302涂布一层光阻层40，来限定蚀刻的范围。该光阻层40可以是负光阻，也可以是正光阻。本实施例中，使用负光阻，如聚异戊二烯(polyisoprene)。
请参阅图3，通过具有预定图案的光罩(图未示)对该光阻层40进行紫外光照射曝光。然后使用显影剂，将未曝光的负光阻溶解，从而在该光阻层40形成多个预定排列的通孔402。
请参阅图4，蚀刻该多个通孔402所对应的玻璃基板30的第一表面302，从而在该玻璃基板30的第一表面302形成多个相应的凹槽50。
请参阅图5，去除剩余的光阻层40。
请参阅图6，在每个凹槽50填充液态或熔融状态的光固化材料60，并保持未设置凹槽50的玻璃基板30的第一表面302暴露在外。可以理解的是，也可以在填充光固化材料60的步骤完成后去除光阻层40。接下来，固化每个凹槽50内的光固化材料60。该光固化材料60为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polythylene Terephthalate，PET)。
请参阅图7，利用超精密加工机床对每个凹槽50的光固化材料60进行加工，在每个凹槽50的光固化材料60表面均形成一个成型面602，从而得到具有多个成型面602的模仁100。在本实施例中，利用微细铣削(micro-milling)的方法对该透光的光固化材料60进行切削。微细铣削方法是采用直径在0.1mm和2mm之间的铣刀在超精密机床上对该光固化材料60进行切削，加工精度非常高。该成型面602为内凹的球面或非球面。在本实施例中，该成型面602为内凹的非球面。
相较于现有技术，首先，本发明的模仁100的制作方法采用将光固化材料60填充于玻璃基板30的凹槽50中，由于与玻璃的接触面积较小，厚度较均匀。其次，该透明模仁100在压印过程中，与成型元件接触的大部分面积为玻璃基板，其机械强度较高不易变形，使得压印过程精确度较高。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的变化，而所有这些变化都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种模仁的制造方法，其包括以下步骤：
提供一个可透过紫外光的玻璃基板；
在该玻璃基板的表面形成一层光阻层；
对该光阻层进行曝光显影，从而在该光阻层形成多个预定排列的通孔；
蚀刻该多个通孔所对应的玻璃基板表面，从而在该玻璃基板的表面形成多个相应的凹槽；
在每个凹槽中填充光固化材料；
去除光阻层，并保持未设置凹槽的玻璃基板表面暴露在外；
固化每个凹槽的光固化材料；
利用超精密加工机床对每个凹槽内的光固化材料进行加工，在每个凹槽的光固化材料表面均形成一个成型面，从而得到具有多个成型面的模仁。
2.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，该玻璃基板材料为石英玻璃。
3.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，利用超精密加工机床对每个凹槽内的光固化材料进行加工的步骤是利用微细铣削方法加工。
4.如权利要求3所述的模仁的制造方法，其特征在于，该微细铣削方法中采用直径在0.1mm至2mm之间的铣刀。
5.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，该成型面为内凹的球面或内凹的非球面。
6.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，在该玻璃基板的表面形成一层光阻层的步骤是利用裂缝涂布法或自转式涂布法形成。
7.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，该光固化材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
8.如权利要求1所述的模仁的制造方法，其特征在于，该玻璃基板的紫外光透光率大于95％。
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