JP5162573B2 - スペーサ要素を組込んだツールを用いた微細構造素子の成型 - Google Patents

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Description

発明の分野
この発明は、光学素子、詳細には屈折光学素子および/または回折微小光学素子を、エンボスまたは成型ステップを含む転写処理を用いて製造する分野にある。より具体的には、対応する独立項のプレアンブルに記載されるような、複数の素子を製造するための方法および転写ツールに関する。
発明の背景
ここに参照により全文援用される、同一出願人によるWO 2004/068198は、微小光学素子を作り出すための転写処理を記載する。転写ツールを用いて、前製品において3D構造を転写/成形(成型またはエンボスなど)することにより、構造(または微小構造)が設けられた素子が製造される。転写ツールは、転写表面から突出するスペーサ部分を含む。転写された微小光学素子は、転写物と呼ばれる。
スペーサ部分は、基板上の変形可能な材料の自動化され、かつ正確な厚み制御を可能にする。それらは、ツールに組込まれる「脚のような」構造を含み得る。さらに、当該スペーサは、ツール上の最も高い構造的特徴よりもさらに突出するので、微小光学形状の変形を防ぐ。
転写物(たとえば、微小光学素子もしくは微小光学素子コンポーネントまたは光学微小システム)はエポキシからなり得、当該転写ツールが適切な場所に残っている間に、硬化、たとえばUV硬化される。UV光での硬化は、硬化処理の良好な制御を可能にする高速処理である。
転写処理はエンボス処理であり得、当該エンボス処理では、成形されることになる前製品の変形可能な、または粘性のある、もしくは液体のコンポーネントが、任意のサイズを有し得る基板の表面上に配置される。たとえば、基板は、作製されることになるたった1つまたはいくつかの素子の領域に対応する表面領域を有する小さいサイズのものであり得る。代替例として、基板はサイズにおいてウエハスケールであり得る。「ウエハスケール」とは、2インチと12インチとの間の直径を有するディスクのような半導体ウエハと比較可能なサイズのディスク状または板状の基板のサイズを指す。次いで、転写ツールはこの表面に対して押付けられる。
ひとたびスペーサ部分が基板の上表面に当接すると、エンボスステップは停止する。前記表面は、したがって、エンボスについての停止表面として機能する。
代替例として、転写処理は成型処理であってもよい。成型処理では対照的に、スペーサ部分、たとえば脚のような構造、を含むツールが、まず基板の表面の上に押付けられ、規定されたキャビティを形成し、当該キャビティは次いで成型処理を通じて充填される。
スペーサ部分は、転写ツールの少なくとも必須の部分にわたって、たとえば全転写ツールにわたってか、またはその縁部にて「分布」する態様で利用可能であるのが好ましい。これは、スペーサ部分の特徴が転写ツールの必須の部分において存在する、たとえば、スペーサ部分が転写ツールの転写表面にわたって分布する複数のスペーサからなることを意味する。当該スペーサは、変形可能な材料層の自動化され、かつ正確な厚さ制御を可能にする。
発明の説明
この発明の目的は、初めに述べたタイプの複数の素子を製造するための方法および転写ツールを作り出すことであり、これにより現在公知のツールおよび方法に対する改善を提供する。
この発明の第1の局面に従えば、転写により複数の光学素子を製造する方法は、したがって、
・素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、当該ツールは平らな表面部分を有する複数の第1のスペーサ部分をさらに含み、当該方法はさらに、
・基板を設けるステップと、
・塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある転写材料がツールと基板との間に存在する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
・平らな表面部分が基板の表面と平行であり、かつ第1のスペーサ部分と基板との間に転写材料が残った状態で、第1のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップと、
・素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップとを含む。
第1のスペーサ部分は「フローティングスペーサ」とも呼ばれ得る。なぜならば、第1のスペーサ部分の平坦表面部分は、転写材料の薄い層によってそれから分離される基板表面の上で「浮いて(float)」いるからである。
第1のスペーサ部分は、第1のスペーサ部分が配された位置にダイシングラインが存在するように配されてもよい。ダイシングラインは、転写、硬化、および転写ツールの除去の後で、硬化された転写材料を有する基板がたとえばチップのような個々の部品に分離されるラインである。したがって、ダイシングラインに沿って、転写材料の同程度に薄い層、すなわち基層、のみが残る。これにより、基板からの転写材料の剥離を防ぐ助けをする。
平坦表面部分と基板との間の距離、したがって転写材料の層の厚み、は転写ツール上にて第1のスペーサ部分よりも高く突出するとともに、転写の間に基板表面に当接する第2のスペーサ部分(「接触スペーサ」)によって決定されてもよい。その代替例として、またはそれに加えて、前記距離は、加えられた前記力の大きさと転写材料内の凝集力との間のバランスによって、そしてさらに場合によっては、転写材料の特性に依存して転写材料と基板およびツールとの間の接着力によって決定されてもよい。さらに別の代替例として、当該距離は、能動距離調整部および/もしくは制御部(たとえば、マスクアライナ)か、または他の手段によって決定されてもよい。
この実施例では、第1のスペーサ部分と基板との間の距離は、第1のスペーサ部分に対する第2のスペーサ部分の相対的な高さによって制約される。これによって、以下により、さらにより高い精度が与えられる。すなわち、
・第2のスペーサ部分が、ツールと基板との間の力の少なくともある部分を吸収し、かつ基板に対する第1のスペーサ部分の基準高さを決定することと、
・転写されることになる素子の近くにある場合がある第1のスペーサ部分が局所的な高さの差を正確に規定することとである。さらに、第1のスペーサ部分(転写材料を介する)は、必要ならば、その力の残りを吸収してもよく、基板から所定の距離に配置してもよ
い。第1のスペーサ部分はさらに、ツールが基板の平面性における軽微な凸凹に適合することを可能にする。
この目的のために、好ましくは、転写材料は、ツールが基板に対して動かされた後に転写材料が第2のスペーサ部分と基板との間に存在しないように、第2のスペーサの支持領域を覆うことなく、ツールまたは基板に加えられる。すなわち、ツールおよび基板の両方が第2のスペーサ支持領域を有し、ツールの場合は、これはツール自体の接触領域であり、基板の場合は、それはツールの接触領域が配されることになる領域である。
好ましくは、基板に対するツールの移動方向において、第1のスペーサ部分の高さと第2のスペーサ部分の高さとは素子スペーサ高さの差の分だけ異なり、素子スペーサ高さの差は1μmから500μm、好ましくは5μmから30μm、理想的には7μmから15μmである。
第2のスペーサ部分は、好ましくはさらに、基板と平行である平坦表面部分を含む。
この発明の好ましい実施例では、第1のスペーサ部分と第2のスペーサ部分とは基板の上の素子の高さを規定する。基板の上でのツールの最終位置、したがって、基板に対する素子の構造表面の高さが上述したように正確に制御可能であるので、これは可能である。好ましくは、当該素子は屈折光学素子であり、基板の上での素子の高さは、素子の必要とされる光学特性に従って事前に決定される。この特徴は、屈折レンズのような屈折素子について特別である。屈折素子では、上表面と底表面との間の関係または距離が回折素子とは反対の役割を演じる。回折素子では、光学機能が転写部の構造に規定される構造表面(回折パターン)の機能によって主に規定される。
転写材料は、単一の供給動作にて(単一の塊として)、または複数の転写部に対して転写材料を提供する単一の供給動作がいくつかなされる際に、全ツールスケールでの転写のために基板上または転写ツール上に与えられてもよい。この場合には、第2のスペーサ部分は、存在するならば、たとえば転写部を取囲むようツールの周辺に配されるツールスケールのスペーサ部分であるのが好ましい。第2のスペーサ部分は如何なる転写部も含まないか、または規定しない。
代替例として、転写材料は、個々のアレイにおいて別個の供給動作(または塊)で与えられてもよい。ダイシングによって分離されることになる部位の位置に対応する多くの点に、事前に決定される場合がある体積の転写材料が加えられ、転写材料の各塊はたとえばある部位に制限される。各部位は、製造されることになる1つの素子か、またはたとえば4つの素子の群を含み、転写材料がない部位の間に領域が存在する。この発明のこの実施例では、第2のスペーサ部分は、存在するならば、全転写ツールにわたって分布してもよい。たとえば、各部位は第2のスペーサ部分を含んでもよい。
この転写材料の供給の代替例は、転写部に最適量の転写材料を与えることを可能にし、欠陥の可能性を低減する。この局面のさらなる詳細は、本出願と同一出願人によるとともに、同一の出願日を有する「光学素子の製造のための方法およびツール(Method and tool for manufacturing optical elements)」に記載される。
製造される素子は典型的には、レンズのような屈折または回折光学素子であるが、たとえば、少なくとも1つの領域にマイクロメカニカル機能も有してもよい。
ツールは複数の転写部を含み、これにより共通の基板上に素子のアレイを同時に製造することを可能にする。この共通の基板は、ウエハスケールで製造されるとともに後で別個の部品へとダイシングされる光学および電子素子を含む光電子またはマイクロ光電子アセ
ンブリの部品であってもよい。
この発明の好ましい実施例では、前記力を加えるステップは、ツールに所定の重さを与えるとともに、基板の上にツールを配置、または基板に所定の重さを与えるとともに、ツールの上に基板を配置し、重力に押圧させることで達成される。この態様で、この押圧力は非常に正確に、かつ非常に単純な態様で制御され得る。第2のスペーサが存在しないか、または周辺の第2のスペーサ部分が存在する場合、転写ツールの堅さは、z方向の寸法を正確に局所的に規定するのに十分ではない。その結果得られる、第1のスペーサ部分と基板との間の距離は、非常に正確に制御され得、確実に繰返し可能である。
この発明のさらなる局面に従えば、転写により転写材料から複数の光学素子を製造するための転写ツールが提供され、転写ツールは、素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含み、当該転写ツールは平らな表面部分を有する複数の第1のスペーサ部分をさらに含むとともに、転写の間におけるツールと基板との間の距離を規定するための1つ以上の第2のスペーサ部分をさらに含み、基板に対する転写ツールの移動方向における第2のスペーサ部分の高さは、第1のスペーサ部分の高さより大きい。
この発明の好ましい実施例では、各転写部は、自身を取囲むか、または転写部の周りに配される関連する第1のスペーサ部分を有する。したがって、第1のスペーサ部分は、当該転写部によって作られる素子の周辺部の形状または境界を規定する。
この発明の好ましい実施例では、第1のスペーサ部分が覆う合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の0.1%と50%との間であり、好ましくは0.5%と20%との間であり、特に好ましくは2%と10%との間である。一般的なルールとして、第1のスペーサ部分が覆う領域が十分に大きく、かつある制限を超えるならば、第2のスペーサ部分は必ずしも必要ではない。前記制限の厳密な値は、転写材料の流動特性と、ツールを基板に押付ける力とに依存する。
この発明の好ましい実施例では、存在するならば第2のスペーサ部分によって覆われる合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の1%と50%との間、好ましくは5%と25%との間、特に好ましくは10%と20%との間である。
この発明の好ましい実施例では、(随意である)第2のスペーサ部分が覆う合計の領域は、第1のスペーサ部分が覆う合計の領域の10%と1000%との間、好ましくは25%と400%との間、特に好ましくは50%と200%との間である。
さらなる好ましい実施例は従属項から明らかになる。特許請求の範囲における方法の請求項の特徴は装置の請求項の特徴と組合されてもよく、その逆であってもよい。
添付の図面において概略的に示される好ましい例示的な実施例を参照して、この発明の主題をさらに詳細に以下に説明する。
図面において用いられる参照記号およびそれらの意味は、参照記号のリストにおいて概略的な形でリスト化される。原則として、図面においては同一部分に同一の参照記号が与えられる。
好ましい実施例の詳細な説明
図1は、転写ツール9の断面を概略的に示す図である。ツール9は、各々がドーム形状部分を含む複数の転写部3、すなわち、ツール9を用いて作られることになる素子6の形状を規定する凹型の構造上の特徴を含む。転写部3の各々は、その周辺部において、突出平坦部分を含む第1のスペーサ部分または局所的もしくは素子スペーサ部分1によって部分的または完全に取囲まれる。転写部3とこの態様で点在する第1のスペーサ部分1とがカバーする領域は、転写領域12と呼ばれる。転写ツールはさらに、剛性の後板8を含んでもよく、これにより寸法的に大きなスケールで強固になる。
第1のスペーサ部分1は、一方では、基板7に近い領域において素子6の形状または境界を規定するよう機能し、他方では、基層に対する素子6の高さを規定するよう機能する。転写ツール9の寸法的な安定性に依存して、それはさらに基板7に対する素子6の高さを規定するために機能し得る。すなわち、第1のスペーサ部分1は基板7に載っているか、または基板7から制御可能な位置にある。後者の距離、すなわち基層の厚みは、ここでは「素子スペーサ高さの差」とも呼ばれ、ここでは第1のスペーサ部分1の垂直延在部に対する第2のスペーサ部分2の垂直延在部によって決定される。
この文書において、簡便さのために、本質的に平らな表面を含む、基板7の表面に垂直な寸法は、「高さ」として表される。実際の実施では、全ての構成は、上下が逆の構成において用いられてもよく、または基板表面が水平面に対して垂直もしくは傾斜する構成においても用いられてもよい。当該表面に対して垂直な一致した方向は、z方向と示される。「周辺」、「横」、および「側」という用語は、このz方向に対して垂直な方向に関係する。したがって、素子の「周辺」および「側」という用語は、本質的に平らな基板に対して垂直な方向から当該基板を見ると理解される。素子は、基板のある部位を覆い、基板の取囲む他の部位、すなわち基板と素子の機能部位との両方の近くの空間の領域、詳細には、第1のスペーサ部分の下の領域は、素子の機能を干渉することなく、転写材料によって覆われ得る。
転写ツールは、好ましくは、何らかの弾性を有する材料、たとえばPDMS(ポリジメチルシロキサン)または別の弾性材料からなる。これにより、処理が実行される基板表面が完全に平らでないか、または転写ツールが完全に平らでなくても、製造される素子6の均一な厚さ制御がなされる。
図2は、転写ツールの上面図を示す。個々の転写部3が、第1のスペーサ部分1に取囲まれるのが示される。第1のスペーサ部分1は各々、連続した円の形で当該転写部3を取囲んでもよく、または転写材料5が領域または流出体積部(オーバーフロー体積部)4の中に流れ込むのを容易にする流出またはオーバーフロー通路10を含んでもよい。多くの別個の第2のスペーサ部分2が、ツール9の周辺部において、転写部3のアレイの周りに配される。
図3は、単一の第2のスペーサ部分2が転写部3の格子の周りに輪を形成する別の転写ツールの上面図を示す。
ツール9は、ウエハスケールの処理において用いられるようにされるのが好ましい。すなわち、転写部のアレイを含む基板はディスク形状であってもよい。したがって、ツール9の直径は、好ましくは5cmから30cmの範囲内にある。マイクロエレクトロニクスを用いた製造のウエハスケールの組合せは、たとえば、ここに参照により援用される、同一出願人によるWO 2005/083 789において開示されるように、可能である。
図4〜図6は、転写材料の単一の供給動作を伴う転写処理のステップを概略的に示す。図4において、転写材料5が基板7に塗布され、ツール9が基板7の上に位置決めされる。第2のスペーサ部分2は、基板7上における対応する第2の支持領域13に対向するよ
う位置決めされる。エポキシのような転写材料5は、塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある。好ましくは、転写材料5は、第2のスペーサ部分2と接触することのない、すなわち第2の支持領域13と接触することのない、基板7の領域にのみ加えられる。同じことが、ツール9の上部に基板7があるとともに転写材料5がツール9に加えられる反転された構成において、この構成が実施される場合にも言える。ツール9の相対的な水平方向のずれおよび/または下方向の動きを制御するためのガイド要素が存在してもよいが、図示されない。
この発明の好ましい実施例では、転写材料5が基板7に塗布される場合について、基板7または転写ツールは、第2のスペーサ領域2と接触することになる領域に転写材料5が流れ込むのを防ぐための流れ停止手段を有する流れ停止部11を含む。基板上の流れ停止手段は、基板7におけるリッジまたはトラフのような機械的な手段であってもよく、または基板7の濡れ性を低減する機械的もしくはエッチング処理であってもよい。代替的または付加的には、このような停止手段は、基板7の濡れ性を低減するよう、基板7の流れ停止部11に対して異なる材料を用いるか、または前記部に対して化学物質を加えることにより行なわれてもよい。転写ツール上の流れ停止手段は、毛管力および/または表面張力を用いて、ある領域に転写材料が向かうのを防ぐ縁部のような非連続部を含んでもよい。基板および/または転写ツールの流れ停止手段に加えて、またはその代替例として、力学を制御することにより、すなわち転写材料が第2の支持領域に到達する前に第2のスペーサ部分2が基板に当接するのを確実にすることによっても、流れは制限され得る。
この発明の別の好ましい実施例では、第1のスペーサ部分1はすべての転写部3を取囲まないが、たとえば転写領域12にわたって分散する別個の柱部である。この態様で、基板7のある領域は、素子6と比較すると機能的でない転写材料5のより太い部分で覆われたままになり得る。
図5では、ツール9は基板7に対して動かされる。この動作を行なわせる力は、好ましくはツール9の上に作用する重力のみである。したがって、後板8と随意で付加的な質量とを含むツール9の重さが、ツール9を基板7に対して押付ける力を規定する。これにより、力に対する非常に正確な制御が可能になるとともに、起こり得るツール9の如何なる弾性的な変形に対する非常に正確な制御も可能になる。転写部3は、転写材料5で充填され、流出体積部も少なくとも部分的に転写材料5で充填される。
第2のスペーサ部分2は、間に如何なる転写材料5を挟むことなく基板7に接触するため、ツール9の重さのほとんどが第2のスペーサ部分2上にかかる。第1のスペーサ部分1は、素子スペーサ高さの差の分だけ基板から離れ、その結果得られる体積部は転写材料5で充填される。
理想的な素子スペーサ高さの差は、幾何学的および熱機械的制約に従って選ばれる。高さの差は、フローティングスペーサの下の転写材料の層である、いわゆる基層の厚みを決定する。
この厚みは、素子の設計によってか、または熱機械特性により与えられる仕様によってかのいずれかによって与えられ得る。例として、基層の厚みは、さらに以下で説明されるように、ダイシング処理の間に剥離を避けるよう15μmを下回ることが必要とされ得る。
転写材料5は、次いで、熱またはUVもしくは化学的硬化によって硬化される。
図6では、ツール9は基板7から取除かれ、硬化された素子6が基板7上に残される。さらなる処理は、素子6の性質および機能に依存する。すなわち、素子6は、基板7から取
除かれるか、またはウエハスケールの製造処理におけるさらなるステップのために基板7上に残され、後で別個の部分にダイシングされてもよい。
図7の転写ツール9は如何なる接触スペーサも含まない。第1のスペーサ部分1,1′は転写部3を取囲むが、少なくとも1つの転写部を含む部位の間に配される。アレイの部位の間の領域は、たとえば、転写の後にダイシングラインが存在するよう選ばれる場所である。図7において、ツール上の対応する位置が矢印で示される。第1のスペーサ部分1′により、当該部位の間の領域において、転写材料の薄い基層のみが残る。これは、転写材料の層が太すぎる場合に剥離が起こり得るダイシング処理の際に有利であり得る。ダイシング処理について特に有利である方法を用いて光学素子を製造する方法は、ここに参照により援用される、本出願と同日に出願された、ラッドマン(Rudmann)およびロッシ(Rossi)による、米国特許出願第11/384,558号「光学素子の製造(Manufacturing optical Elements)」に記載される。ここで、図7および次の図8との関係からも当業者に明らかなように、転写ツール9と基板7を互いに移動させる前に、転写材料5は転写部分3の或る複数または全てを覆う連続的な単一量の材料として配給され得る。また、各々が連続的な或る複数量の材料を配給して、それらの複数量の材料の各々が転写部の或る複数を覆うことも可能である。
図8に示される転写ツールは、転写部を取囲む第1のスペーサ部分1を含み、当該ツールにわたって分布する第2のスペーサ部分2をさらに含む。このような転写ツールは、「アレイ転写」に特に好適である。アレイ転写では、転写材料が、光学素子が作られることのなる地点まで複数の塊状にアレイのような態様で与えられる。示される例において、転写材料5は基板の上に与えられる。
転写材料5は、当該ツールに対して、すなわち転写部を構成するキャビティの中にも与えられ得る。これは図9に示される(基板はなく、ツールのみが示され、基板はツールと接触する前は、たとえば如何なる転写材料も含まない)。ツール上に転写材料を与えるこの原理は、ここに記載されるこの発明のすべての実施例、すなわち第2のスペーサを有するおよび有さない、分散したまたは集中した第2のスペーサを有するツールなどに適用される。
図10は、たとえば図8または図9に従った転写ツール9および基板7が互いに対して動かされた後での転写の間の状況を示す図である。転写の間、第2のスペーサ部分2は基板の表面に当接し、図9に示されるように、第1のスペーサ部分1の下には転写材料が存在し得る。転写材料体積が決定される精度に依存して、転写材料はオーバーフロー体積部4の中に移動し得、たとえば第1のスペーサの外側縁部に沿って隆起部14を形成し得る。
図11は転写処理のフロー図を示す。
この発明は、この発明の現在の好ましい実施例において記載されてきたが、この発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲内において別の態様でさまざまに実施および実現されてもよいということが明らかに理解される。
転写ツールの断面を示す図である。 転写ツールの上面図である。 別の転写ツールの上面図である。 転写処理のステップを示す図である。 転写処理のステップを示す図である。 転写処理のステップを示す図である。 さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。 さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。 さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。 さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。 転写処理のフロー図である。

Claims (14)

  1. 転写により複数の光学素子を製造する方法であって、
    素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、当該ツールは平坦な表面部分を有する複数の第1のスペーサ部分をさらに含み、前記方法はさらに、
    基板を設けるステップと、
    塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある転写材料がツールと基板との間に位置する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
    平坦な表面部分が基板の表面と平行であり、かつ第1のスペーサ部分と基板との間に転写材料が残った状態で、第1のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップと、
    素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップと
    転写材料の硬化後に転写ツールを除去するステップと、
    基板の部分または基板を含むアセンブリの部分をダイシングラインに沿って分離するステップを含み、各部分は前記光学素子の少なくとも1つを担持し、前記ダイシングラインは転写の間に第1のスペーサ部分が位置していた基板の横方向の位置に沿っている、方法。
  2. 所定の重さをツールに与え、かつ基板の上にツールを配置することによってか、または基板に所定の重さを与え、かつツールの上に基板を配置することによって前記力を決定し、重力で押圧するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  3. ツールは1つ以上の第2のスペーサ部分をさらに含み、第2のスペーサ部分はツールと基板との間の距離を規定するためのものであり、ツールを基板に対して移動させる方法ステップは、
    第2のスペーサ部分が基板の表面に接触するまでツールを基板に対して移動させるステップを含む、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 第2のスペーサ部分は平坦な表面部分を含む、請求項3に記載の方法。
  5. 転写部には第1のスペーサ部分が点在し、第2のスペーサ部分は、転写部を取囲むようツールの周辺に配され、第2のスペーサ部分は如何なる転写部も含まないか、または規定しない、請求項3または請求項4に記載の方法。
  6. ツールが基板に対して移動された後に第2のスペーサ部分と基板との間に転写材料が存在しないように、ツールまたは基板に対して、少なくとも1つの第2のスペーサ部分に対応するその横方向位置の領域を覆うことなく転写材料を加えるステップを含む、請求項3から請求項5のいずれか1つに記載の方法。
  7. 転写部は第1および第2のスペーサ部分を含む、請求項3から請求項6のいずれか1つに記載の方法。
  8. 基板に対するツールの移動方向において、第1のスペーサ部分の高さと第2のスペーサ部分の高さとは、素子スペーサ高さの差と呼ばれる高さの差だけ異なり、素子スペーサ高さの差は、5μmから30μmの範囲内にある、請求項3から請求項7のいずれか1つに記載の方法。
  9. 第1のスペーサ部分は基板の上の素子の高さを規定する、請求項1から8のいずれか1つに記載の方法。
  10. 素子は屈折光学レンズである、請求項9に記載の方法。
  11. 転写ツールおよび基板を互いに対して移動させる前に、転写材料を、或る複数の前記転写部を覆う連続的な単一量の材料または各々が連続的な或る複数量の材料として与える、請求項1から10のいずれか1つに記載の方法。
  12. 転写ツールおよび基板を互いに対して動かす前に、転写材料が、材料のアレイ状に与えられ、各々が1つの転写部を含む部位に制限される、請求項1から10のいずれか1つに記載の方法。
  13. 各々が屈折レンズを含む複数の光学素子を転写によって製造する方法であって、
    素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、各転写部はドーム形状部分と、当該ドーム形状部分を取囲む突出平坦部分とを含み、突出平坦部分はスペーサとして機能するとともに屈折レンズの高さを規定し、前記方法はさらに、
    基板を設けるステップと、
    塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態の転写材料がツールと基板との間に位置する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
    素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップと、
    転写ツールを取除くステップと、
    基板の部分をダイシングラインに沿って互いに分離するステップを含み、各部分は前記屈折レンズの少なくとも1つを担持し、前記ダイシングラインは転写の間に突出平坦部分が位置していた基板の横方向の位置に沿っており、
    転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップは、突出平坦部分の表面部分が基板の表面と平行であり、かつ突出平坦部分と基板との間に転写材料が残った状態で、突出平坦部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップを含む、方法。
  14. ドーム形状部分を取囲む突出平坦部分が当該ドーム形状部分に隣接している、請求項13に記載の方法。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7692256B2 (en) * 2007-03-23 2010-04-06 Heptagon Oy Method of producing a wafer scale package
KR100867520B1 (ko) * 2007-04-23 2008-11-07 삼성전기주식회사 결상 렌즈 및 그 제조 방법
WO2008138156A1 (en) 2007-05-14 2008-11-20 Heptagon Oy Illumination system
TWI505703B (zh) * 2007-12-19 2015-10-21 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 光學模組,晶圓等級的封裝及其製造方法
TWI481496B (zh) * 2007-12-19 2015-04-21 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
TWI478808B (zh) * 2007-12-19 2015-04-01 Heptagon Micro Optics Pte Ltd 製造光學元件的方法
WO2010020062A1 (en) 2008-08-20 2010-02-25 Heptagon Oy Method of manufacturing a pluralty of optical devices
CN101885577A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 压印成型微小凹透镜阵列的模仁、模压装置及方法
JP5447925B2 (ja) * 2009-06-01 2014-03-19 東洋合成工業株式会社 光硬化物複合体及び該光硬化物複合体を形成するための光硬化性組成物並びに光硬化物複合体の製造方法
US20110057336A1 (en) * 2009-08-04 2011-03-10 Daniel Roitman Control of surface roughness and patterns by light orientation
JP2011098487A (ja) * 2009-11-05 2011-05-19 Fujifilm Corp 素子アレイ成形型、及び該成形型を用いて成形された素子アレイ
CN102687605A (zh) 2009-12-28 2012-09-19 株式会社藤仓 模具及其制造方法
JP5647808B2 (ja) * 2010-03-30 2015-01-07 富士フイルム株式会社 レンズアレイのマスタの製造方法
WO2011133746A1 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Empire Technology Development Llc Precision spacing for stacked wafer assemblies
JP5654938B2 (ja) * 2011-04-20 2015-01-14 株式会社フジクラ インプリント装置
JPWO2012161220A1 (ja) * 2011-05-26 2014-07-31 コニカミノルタ株式会社 ウェハーレンズの製造方法、ウェハーレンズの製造装置及び光学素子の製造方法
US8593330B2 (en) 2011-07-11 2013-11-26 Honeywell International Inc. Multichannel, multimode, multifunction L-band radio transceiver
GB2496835B (en) 2011-09-23 2015-12-30 Radio Physics Solutions Ltd Package for high frequency circuits
CN103372941A (zh) * 2012-04-23 2013-10-30 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 微结构光学元件制造方法
US8606057B1 (en) 2012-11-02 2013-12-10 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic modules including electrically conductive connections for integration with an electronic device
JP2015021804A (ja) * 2013-07-18 2015-02-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ レプリカ採取装置および採取方法
SG10201810219TA (en) * 2014-05-16 2018-12-28 Heptagon Micro Optics Pte Ltd Wafer-level manufacture of devices, in particular of optical devices
WO2017034402A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 Anteryon Wafer Optics B.V. A method of fabricating an array of optical lens elements
NL2015330B1 (en) 2015-08-21 2017-03-13 Anteryon Wafer Optics B V A method of fabricating an array of optical lens elements
US11554563B2 (en) 2017-08-22 2023-01-17 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Replication and related methods and devices, in particular for minimizing asymmetric form errors
CN113260499B (zh) * 2018-12-27 2024-01-02 ams传感器新加坡私人有限公司 制造多个光学元件的方法
WO2020185167A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Yard control features

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767445A (en) * 1971-10-14 1973-10-23 Bell Telephone Labor Inc Embossing techniques for producing integrated optical circuits
US4197266A (en) * 1974-05-06 1980-04-08 Bausch & Lomb Incorporated Method for forming optical lenses
JPS6334108A (ja) * 1986-07-30 1988-02-13 Hitachi Ltd 光デイスク用基板の製造方法および装置
US20020053742A1 (en) * 1995-09-01 2002-05-09 Fumio Hata IC package and its assembly method
US6235141B1 (en) * 1996-09-27 2001-05-22 Digital Optics Corporation Method of mass producing and packaging integrated optical subsystems
US6096155A (en) * 1996-09-27 2000-08-01 Digital Optics Corporation Method of dicing wafer level integrated multiple optical elements
US6297911B1 (en) * 1998-08-27 2001-10-02 Seiko Epson Corporation Micro lens array, method of fabricating the same, and display device
US6805902B1 (en) * 2000-02-28 2004-10-19 Microfab Technologies, Inc. Precision micro-optical elements and the method of making precision micro-optical elements
JP2002205312A (ja) * 2000-11-10 2002-07-23 Dainippon Printing Co Ltd レンズシートの製造方法及び製造装置
WO2003001722A2 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 Canesta, Inc. Method and system to display a virtual input device
JP2003011150A (ja) * 2001-07-04 2003-01-15 Canon Inc 金型及び光学素子の製造方法及び光学素子
US20030017424A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-23 Miri Park Method and apparatus for fabricating complex grating structures
US6894840B2 (en) * 2002-05-13 2005-05-17 Sony Corporation Production method of microlens array, liquid crystal display device and production method thereof, and projector
WO2003100487A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-04 The Regents Of The University Of Michigan Polymer micro-ring resonator device and fabrication method
US7195732B2 (en) * 2002-09-18 2007-03-27 Ricoh Optical Industries Co., Ltd. Method and mold for fabricating article having fine surface structure
EP1443344A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-04 Heptagon Oy Manufacturing micro-structured elements
JP2004268401A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Sharp Corp マイクロレンズアレイの成形型およびマイクロレンズアレイ基板の製造方法
KR100911421B1 (ko) * 2003-05-16 2009-08-11 엘지디스플레이 주식회사 몰드를 이용한 컬러필터 형성방법과 이를 포함한액정표시장치 제조방법
KR100675632B1 (ko) * 2003-09-08 2007-02-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 패턴형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법
US7867695B2 (en) * 2003-09-11 2011-01-11 Bright View Technologies Corporation Methods for mastering microstructures through a substrate using negative photoresist
US7094304B2 (en) * 2003-10-31 2006-08-22 Agilent Technologies, Inc. Method for selective area stamping of optical elements on a substrate
JP4371777B2 (ja) * 2003-11-12 2009-11-25 リコー光学株式会社 樹脂硬化方法及び樹脂成型品の製造方法
JP5128047B2 (ja) * 2004-10-07 2013-01-23 Towa株式会社 光デバイス及び光デバイスの生産方法

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