TWI356761B - Manufacturing optical elements - Google Patents
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Description
1356761 (1) 九、發明說明 . 【發明所屬之技術領域】 本發明屬藉由包括浮雕或模製步驟之複製製程以製造 小型的(miniature )光學或機械元件之領域,特別是製造 折射光學元件或繞射微(micro )光學元件。更具體地 說,本發明處理複製光學元件的方法和用於該方法的複製 工具。 【先前技術】 已複製的光學元件包括用於以任何預先界定的方式影 響光束的繞射和/或折射微光學元件,折射元件例如透 鏡、潛在地至少局部反射的元件等。 - 當藉由複製以生產光學元件時,通常有一基本結構包 含基板和在該基板之表面上的複製材料。該複製材料在複 製製程的過程中成形和硬化。通常,垂直於該基板表面的 ® 尺寸(已複製結構的厚度或高度,也稱爲z尺寸)很重 要,且必須界定良好和受控制。因爲元件的其他尺寸由複 製工具界定(此爲複製製程的特性),所以被複製之元件 的體積界定良好。但是通常難以控制小體積的被分配之液 體或黏性材料,且控制成本高。因爲只局部塡注的元件有 缺陷且爲一種損失,因此分配過量的複製材料是有利的。 藉此可確保複製材料的體積在不同元件之間變動。 特別有興趣的是晶圓尺寸的製造製程,其中在碟狀 (晶圓)構造上製造陣列的光學元件,然後在複製之後, -5- (2) (2)1356761 該碟狀(晶圓)構造被切割成個別元件、或疊積在像晶圓 的元件上再分割成個別元件,此例如W0 2005/083789專 利案所述者。“晶圓尺寸(wafer scale ) ”意指碟狀或板狀 基板的尺寸類似半導體晶圓的尺寸,例如具有2吋至12 吋之間直徑的碟片。在習知晶圓尺寸複製製程中,供整個 晶圓尺寸複製品用的複製材料以單一滴(點)的方式設置 在基板上。但是可能有元件的橫向區域不希望在稍後的複 製步驟有複製材料。在某些應用中,製造出來的元件必須 例如結合其他元件使用,且殘留的材料會損害已結合構造 的功能。在本案發明人申請本案之同一天共同申請的專利 申請案“用於製造光學元件的方法和工具”,揭露了陣列複 製方法。依據該方法,就每一或每一次組(sub-group)待 製造的光學元件而言,以類似的方式將滴狀複製材料分配 在陣列中,且分在基板或工具其中之一的上面。 在此種陣列複製製程中,過量的材料會從元件體積的 橫向漏出來。例如可在帶有半導體晶片的晶圓表面上複製 小型的光學透鏡,該每一晶片具體化有一電荷耦合元件 (C CD )或互補金屬氧化物半導體(CMOS )相機感測器 陣列。如果殘留的覆蓋重要的區域,則該殘留的材料會干 擾包含半導體晶圓和透鏡之疊積體後續的處理步驟,例如 結合。 茲將本案申請人所申請之W0 2004/068 1 98專利案的 全部,倂入本案做參考,該案描述製造微光學元件的複製 製程。藉由使用複製工具在初期產品中複製/成形(模製 -6- (3) 1356761 • 或浮雕或類似者)三維構造,以製造構造(或微構造)元 . 件。複製工具包含從複製表面突出的間隔部。已複製的微 光學元件稱做複製品。 間隔部允許在基板上自動地和準確地控制可變形材料 的厚度。間隔部可包含建立在工具內之「像腿的」構造。 此外,間隔部可防止微光學地形的變形,因爲間隔部比工 ' 具上最高的構造特徵還突出。 ® 間隔部較佳是分佈在複製工具之至少基本部分上,例 如在整個複製工具上或在邊緣上。此亦即間隔部的構造特 徵出現在複製工具的基本部分,例如間隔部由分佈在複製 工具之複製表面的複數間隔部所組成。間隔部允許自動和 ' 準確地控制複製材料層的厚度。 - 複製製程可爲浮雕製程。在該製程中,將供成形產品 用之可塑性變形或黏性或液體複製材料放在基板的表面 上,該基板可具有任意尺寸。在浮雕步驟中,間隔部緊抵 ® 著基板的頂表面,因此該表面做爲供浮雕的停止面。 因爲這些理由,在W0 2004/068 1 98專利案中所描述 Ζ 度 高 /IV 度 厚 的 件 元 製包 複法 制方 控他 於其 利的 有寸 常尺 非 Ζ 帋 程控 製。 0 ) 複寸 的尺 板 基 和 面 平 具 Η *=77 量 括 距 此 的 方 地 同 不 整 周 •I87# τππη 主 臂 手 械 機 以 且 離 距 的 間 之 面。 平離 間部 因且 殘 成 造 驟 步 雕 浮 由 ΓΓΤ: 理 述 上 爲 如 0 圍 周 的 件 元 各 在 也 如 例 之隔 件間 元含 各包 在具 留工 料製 材複 餘果 料 材 留 殘 有 會 也 域 區 咅 隔 間 的 件 元 繞 圍 則 (4) 1356761 【發明內容】 因此本發明的目的在於創造複製元件的方法、和此領 域最先提出的複製工具。 依據本發明的第一方面,提供了藉由複製工具以製造 元件的方法,該方法包含下列步驟: * 提供界定該元件之形狀的複製工具;
* 該基板提供基板: * 將該工具和該基板彼此壓抵,且呈液體或黏性或 可塑性變形之狀態的複製材料,位在該工具和該 基板之間; * 在沿著該基板之表面的至少一方向,將該複製材 料侷限在該基板的預定區域達小於預定的距離, 該預定區域超過該基板上所希望的該元件區域; * 將該複製材料硬化,以形成該元件。 複製材料被侷限在工具和基板的表面之間。藉由將複 製材料只侷限在部分的基板表面,則在藉由例如熟化的硬 化之後,產出的元件只覆蓋部分的基板。元件不會延伸覆 蓋預定的區域,該預定的區域留空供做例如結合之用。 較佳地,複製工具包含複數區段,每一區段界定組件 (例如光學元件(譬如透鏡))的(負;negative )形 狀;稍後藉由將基板或包括基板的組合體切割成各別元 件,而將該組件和其他元件分離。然後,將複製材料侷限 在基板的預定區域,例如包括將複製材料侷限在基板的複 (5) (5)1356761 數區帶。每一區帶圍繞複製區段,且各區帶較佳是不重 疊。例如複製區段可成陣列的相同複製區段。在每一區段 周圍,複製材料侷限在區帶。 複製工具可包含間隔部。在此一工具中,工具的至少 一空腔界定具有負構造特徵的複製表面,該負的構造特徵 爲待生產兀件之至少一些構造的相反(negative)構造。, 空腔容置元件體積,且可額外地包含至少一緩衝區和/或 溢流體積。間隔部或間隔部分從複製表面突出。在複製製 程中,間隔部或間隔部分壓抵基板和/或在複製材料的薄 基底層上浮動。 可基於特定的要件選定工具和基板彼此壓抵的力量。 例如該力量可剛好爲複製工具的位在基板上的重量,藉由 間隔部壓抵基板表面和/或浮動在複製材料的薄基底層 上。在另一實施例中,基板可位在複製工具上。依據又一 實施例,該力量可大於或小於重量,且有藉由遮罩對齊器 或類似的裝置施加該力量,該裝置在複製製程期間控制基 板和複製工具的距離。 在複製工具和基板放在一起以進行複製製程之前’呈 液體、或黏性或塑性可變形狀態的複製材料’被放在複製 工具和/或基板上。如上所述,複製工具可包含複數區 段,每一區段界定待複製的元件。然後,本方法較佳包 含:在將工具壓抵基板以前,在橫向移位的位置(每一位 置對應一個區段)局部地且個別地施加(可預先界定)一 體積的複製材料置工具和基板至少其中之一。此允許提供 -9- (6) (6)1356761 複數具有最佳複製材料量的空腔,每—空腔對應於一光學 元件。藉此’當相較於以單一滴複製材料形成複數元件的 情況’本案減少或消除必須從重要區域移除或轉向之多餘 複製材料的體積。 當複製工具和基板在複製位置時,複製材料被硬化。 上述位置是指複製工具和基板放在—起,例如複製工具放 在基板上面。依據於所選定的複製材料,可藉由熟化(例 如紫外線熟化)來硬化。在其他實施例,也可藉由冷卻來 硬化。依據於所選定的複製材料,也可使用其他的硬化方 法。接下來’複製工具和複製材料彼此分離。就大份的應 用而言’複製材料維持在基板上。光學元件通常是折射或 繞射光學元件,但也可例如至少在複數區域具有微機械功 能。 元件體積覆蓋基板的一部分,且構成元件的功能部 分。已熟化複製材料的其餘部分可塡注在元件側面的體 積,亦即鄰接基板和元件之功能部兩者的間隔區域,且不 會干擾元件的功能。本發明允許控制複製材料在元件體積 的每一測沿著基板運動多遠。 在本發明的較佳實施例中,藉由毛細作用力和Z或表 面張力來控制和/或限制複製材料的流動。此利用幾何構 造特徵的性質,以促進或阻止工具和基板之間複製材料的 流動。 做爲一個例子,選定該複製工具使其包含複數空腔, 每一空腔界定一元件或一組元件的形狀,每一空腔在至少 -10- (7) (7)1356761 —個1¾向被平坦區段限制。一內部邊緣形成在該空腔和該 平坦區段之間。該複製工具更包含複數溢流體積或在複數 空腔之間的一連續溢流體積。且外部邊緣形成在平坦區段 和溢流體積之間。選定已分配的複製材料(每一空腔)大 。然後平坦區段當作浮動(非接觸)間隔 $ ’ @胃隔部較佳是圍繞著空腔。外部邊緣構成不連續, 以停止複製材料的流動。如果沒有此不連續,則毛細作用 力會使得複製材料最終地從元件體積洩漏。 在此例子中,空腔可例如只由元件體積組成。空腔可 爲圓頂形’所以元件爲外凸折射透鏡。薄基底層鄰接元件 而形成’該基底層是複製材料留在浮動間隔部下方的複製 材料。 即使在圓柱對稱光學元件的情況,當從垂直於基板表 面的方向(亦即沿著元件的中心軸線)觀察,平坦區段的 形狀可爲非對稱,使得在元件的一側沿著溢流體積外邊緣 形成的複製材料的凸部,比在元件的另一側沿著溢流體積 外邊緣形成的複製材料的凸部更遠。 爲了方便起見,在此處和在下文中,垂直於基板表面 (其包含本質平坦的表面)的尺寸,稱爲「高度J 。在實 際的實施中,整體配置可以上下顛倒的結構使用,或者也 可以基板表面成直立的或相對於水平面成一角度的結構。 垂直於該表面的方向稱爲 Z 方向。「周圍 (periphery)」、「橫向(lateral)」、「側(side)」 等語詞,係指垂直於z方向的方向。 -11 - (8) (8)1356761 在另一實施例中,藉由界定元件形狀的工具內空腔來 控制流動,且空腔包括沿著元件至少一側的緩衝區體積。 藉由內部邊緣,將緩衝區體積和元件體積分離。再者,個 別地施加至空腔之元件體積的複製材料預定體積,小於空 腔的體積。此造成內部邊緣藉由作用在內部邊緣的毛細作 用力和藉由表面張力,限制複製材料流入緩衝區體積。 特別地,複製材料的預定體積可大約爲(或稍微小 於、或稍微大於)元件體積的量。元件體積是功能元件的 體積,其從工具所界定之元件在一側的外部形狀,延伸到 在另一側的基板。然後,複製材料被作用在內邊緣的流體 力阻止流入緩衝區體積內。 在本發明又一較佳實施例中,當將工具壓抵基板時, 傾斜間隔部將複製材料朝向元件體積移位,尤其是朝向鄰 接元件體積的緩衝區體積。傾斜間隔部具有傾斜表面,該 傾斜表面會和基板的表面接觸。當沒有施加壓力時,傾斜 表面在外周圍接觸基板,且在比較靠近元件體積的區域逐 漸遠離基板。在浮雕或模製期間,當施加壓力至工具時, 略具彈性的工具會變形,且傾斜表面使複製材料從傾斜間 隔部下方被移位。 在本發明的較佳實施例中,該方法更包含下列步驟: * 藉由接觸該基板的接觸間隔部,將該複製材料的 流動偶限朝向該工具的至少一側; * 藉由溢流槽道,使該複製材料可流向該工具的另 一側。
-12- (9) (9)1356761 此允許使複製材料離開重要區域,並將複製材料引導 至位在非重要區域的溢流體積。 此外,依據本發明,提供一種用於由複製材料複製元 件的複製工具,該複製工具包含一複製側,複數空腔在該 複製側上,每一空腔界定一元件或一組元件的形狀,該複 製工具更包含至少一間隔部,該間隔部在該複製側上從該 等空腔突出,且該複製工具更包含用於將該複製材料侷限 在該工具之預定區域的機構,當該工具壓抵基板時,該預 定區域在沿著該基板的表面至少一方向超過所希望的元件 體積達小於預定距離。 用於侷限該複製材料的機構、或流動侷限特徵構造, 是由內部邊緣、緩衝區體積、外部邊緣、間隔部、和傾斜 間隔部所構成:由其中的一項單獨構成,或由其中的數項 組合構成。可組合上述項目形成「多階梯式」的流動侷限 構造,以依據實際存在之複製材料的量,在較早或較後的 限制處阻止流動。當將複製材料分配至個別空腔或分配在 基板上之對應個別位置上時,該侷限構造允許控制流動而 不顧不準確性。 換言之,空腔包含元件體積和在元件體積周圍的額外 的體積。額外體積的邊界包含不連續部,用以在將工具壓 抵基板時,複製材料介於工具和基板之間,該不連續部可 選擇性地阻止毛細作用流動複製材料和/或使毛細作用能 流動複製材料。 就圓形光學元件而言,不連續部例如爲圓形且爲同心 -13- (10) (10)1356761 圓。就其他形狀(例如矩形或圓角矩形)的光學元件而 言’持續的不連續部可依距離的增加而跟隨光學元件的形 狀。 在本發明的較佳實施例中,不連續部位在形成於複製 工具內之脊部和凹部之間。因此,不連續部是例如由圓形 (或矩形等,見上述)脊部和槽道之間的邊緣所構成,該 等脊部和槽道形成在界定光學元件之複製工具的區段周 圍。因此,一系列的持續脊部和槽道界定量子化的多餘複 製材料之延伸,因爲複製材料的向外流動在每一邊緣或不 連續部被阻止或停止,且只有當和元件體積相關之複製材 料的體積超過某一極限時才連續。 爲了使圍繞光學元件且被非功能性複製材料覆蓋的區 域最小化,圍繞元件體積且界定其外部邊界的浮動間隔 部,製成儘可能地薄,且仍能提供間隔部的功能,亦即提 供工具足夠的支撐。再者,浮動間隔部外側或(當沒有浮 動間隔部時)元件體積之外部邊緣外側的凹部或數個凹 部,較佳是製成儘可能地深,例如上達元件體積的深度。 結果,凹部所界定的體積增加了,且在材料溢出進入下一 個凹部之前能吸收的複製材料體積也增加了。 每一周圍凹部或槽道的體積(容積),較佳是和能控 制滴狀沉積複製材料之體積的精確度相關。例如,如果能 高水準地控制複製材料的體積,則可知道多餘材料之尺寸 或體積只會在小範圍內變化。結果,凹部的位置和尺寸較 佳是能夠含蓋此多餘尺寸或體積的變化。亦即,依據沉積 -14- (11) (11)1356761 準確性,對於最小化的期待多餘尺寸,則凹部一點也不會 被塡注;且對於最大化的多餘尺寸,則凹部會被塡注剛好 達到其極限。換言之,用於限制複製材料流動之機構的尺 寸(亦即不連續部或邊緣的尺寸、和介於其間之凹部的尺 寸和他們的體積),是依據被施加之複製材料的體積期待 値而設計。 取決於其他的限制條件,藉由選擇凹部的深度和寬度 來調整凹部的體積。深度被例如生產複製工具的製程所限 制’而凹部的寬度被設計限制條件所限制。該等設計限制 條件限制了光學元件的整體尺寸和多餘材料。所以依據個 別產品所決定之最佳化準則,凹部和液滴沉積的整體設 計’構成液滴沉積和凹部幾何形狀之互聯特徵的最佳選 擇。 在另一較佳實施例中,複製工具包含間隔部。該間隔 部藉由接觸在空腔一側的基板,該間隔部的尺寸足以停止 複製材料的流動。且溢流槽道使得複製材料能朝向空腔的 另一側流動。 在又一較佳實施例中,複製工具包含在被該空腔所界 定之兀件體積至少一側的緩衝區體積,該緩衝區體積和該 元件體積在其共同邊界界定內部邊緣,用以阻止該複製材 料流入該緩衝區體積內。 在另一較佳實施例中,複製工具包含在緩衝區體積之 表面內的額外邊緣,用以阻止複製材料流入緩衝區體積 內。該等額外邊緣跟隨內部邊緣的形狀,呈至少大致平行 -15- (12) (12)!356761 的曲線。 工具包含複數空腔,因此較佳地允許在一共同的基板 上同時製造一陣列的元件。此共同的基板較佳是光電或爲 光電組合體的部分,該組合體包括生產在晶圓尺寸上的光 學元件和電子元件,該等元件稍後被切割成分離的單元。 另外的較佳實施例可由所附的專利請求項得知。方法 請求項的特徵可由各裝置請求項的特徵組合而成,反之亦 妖。
J » NN 複製品(例如微光學元件或微光學元件組件或光學微 系統)可由環氧樹脂製成。然後,硬化步驟(其係在複製 工具仍在定位時實施)可爲紫外線熟化步驟。紫外光熟化 是允許良好控制硬化製程的快速製程。熟悉此技藝人士會 知道其他材料和其他硬化製程。 「光學」元件包括不只在光譜的可見光部分能影響電 磁輻射的元件。特別地,光學元件包括影響可見光、紅外 線輻射、和潛在的紫外線輻射。本文中的「晶圓」一詞, 無意限制基板的形狀。 【實施方式】 圖1示意地顯示位在基板12上之工具10的橫剖面。 工具10形成空腔8’該空腔8界定將由元件體積丨成形之 元件的形狀。在所示的情況中,光學元件只爲折射透鏡。 元件體積1位在工具10和基板12之間,其被工具10的 凸出元件所包圍,該凸出元件在此稱爲浮動間隔部14。間 -16- (14) (14)1356761 動間隔部之不對稱的形狀,外部邊緣4的長度增加了。因 爲這些理由,所以不對稱的形狀可將複製材料特別侷限控 制在偏心光學元件結構中所欲的方向(例如對應於圖中結 構的左下角落)。 如同在圖1的實施例和下文所述之全部實施例中,工 具較佳包含多個區段’每一區段對應一待複製的元件。各 區段呈陣列配置,例如在格柵中具有格柵11線,該等線 對應於稍後執行製造光學元件時分離基板12用的切割 線,或對應於稍後其他元件預結合的結合區域。 如圖2和圖3所示,基於不同的距離,可實施不同方 向的非對稱材料流動。但是也可以其他手段來影響複製材 料流動’例如藉由在不同位置的不同表面性質,或藉由幾 何形狀。成形間隔部1 4的外側部分,使其能以不同的表 面張力來控制過量的材料,圖4顯示一種例子。在一側的 間隔部1 4包含幾何構造2 0,該幾何構造2 0使得朝向此側 的流動’不同於朝向另一側的流動。 圖5顯示複製材料13剛塡入元件體積1、且被元件體 積1和緩衝區體積3之間的內部邊緣2的不連續所包容之 工具1 0的橫剖面。緩衝區體積3的長度較佳是位在1 〇 〇 微米至300微米、或至500微米、或至8〇〇微米的範圍 內。 在圖5中’緩衝區體積3是在空腔8內。此外,z尺 寸和兀件筒度及兀件最大體積’由圍繞空腔8的接觸間隔 部9所固定。接觸間隔部9可例如爲w〇 2004/068 1 98專 -18- (15) (15)1356761 利案中所描述者。因此圖5顯示的實施例之複製材料,是 由對應於元件體積1之準確分配的複製材料體積(或稍微 小的或大的體積)和結合邊緣2之衝擊的表面張力效應之 組合來侷限控制。 依賴一大致精確的複製材料、依賴和藉由表面張力及 /或毛細作用力以在至少一個方向限制複製材料流的幾何 元件(例如邊緣),而不依賴圍繞空腔的接觸間隔部的實 施例例示在圖6。圖6顯示工具1 0之橫剖面的一部分,在 其中的一側,顯示(選擇)升高的間隔部區段14。在此實 施例中,以另一方式界定z尺寸,例如藉由在另一側(未 示)或在例如另一圓周橫向位置的接觸間隔部、藉由主動 距離調整器和/或控制器、或藉由其他手段。 圖7顯示工具10的橫剖面,該工具10具有形成在緩 衝區體積3之表面的另一邊緣21。這些額外的邊緣21侷 限複製材料13的流動,且依據複製材料13的全部體積而 作用。當以劑量器(例如劑量注射器)個別施加複製材料 13至空腔8、施加至位在空腔8對面的基板12、或(如果 在待複製元件的橫向位置沒有間隔部和空腔存在時)大致 施加至基板或至複製工具或至兩者。 圖8顯示工具10的橫剖面的一部份,該工具10具有 在壓抵基板1 2之前的傾斜間隔部1 5。箭頭顯示在傾斜間 隔部15下方之複製材料在被壓縮時的流動方向。複製材 料的重量(和選擇性的附加重量)通常足以產生所要求的 壓力。緩衝區體積3接收從傾斜間隔部下方移位的複製材 -19 - (16) (16)1356761 料1 3。在此實施例中,限制流動的是傾斜間隔部。 圖9示意地顯示位在基板12上之工具1〇的橫剖面。 圖10顯示對應的上視圖。工具10包含空腔8,空腔8籍 由元件體積1界定待成形元件的形狀。元件體積1位在工 具10和基板12之間’且被緩衝區體積3圍繞。在元件體 積1和緩衝區體積3之間’工具10包含內部邊緣2。在棱 衝區體積3和溢流體積5之間’且在緩衝區體積3和自 由體積6之間,工具10包含外部邊緣4、4,。在複製材料 13的量超過元件體積1的量的情況’緩衝區體積3構成供 多餘材料用的出口或溢流槽道16。 在要求大體積誤差的情況,空腔8包含在元件體積i 的一側上的溢流體積5。在另一側上,外部邊緣4、或自 由體積6、或間隔部9’界定供複製材料13流動的極限。 适個外部邊緣4和溢流體積5的外部極限,界定預先決定 的區域7’該區域給定複製材料13覆蓋基板12的最大區 域。 一方面傳輸區4從緩衝區體積3至自由體積6,另一 方面傳輸區4’從緩衝區體積3至溢流體積5,外部邊緣 4、4’差異地形成在傳輸區4和傳輸區4,之間,所以表面 張力和/或毛細作用力使過量的複製材料流入溢流體積5, 但不流至自由體積6。例如外部邊緣4,在傳輸區4至自由 體積6處可較銳利’且在傳輸區4’至溘流體積5處可較圓 滑。 此處的工具10安放在(選擇性的)接觸間隔部9 -20- 0 (18) 1356761 - 廓。在稍後的情況中,以此方式形成之每一環繞的脊部或 . 槽道的寬度和深度,較佳是沿著其周圍保持恆定。在圖u 中’第一內部凹部19’具有較大的體積,因爲其寬度和/或 深度大於第二外部凹部19”的寬度和/或深度。內部凹部 19’可容置相對大體積的多餘複製材料,且其位置和尺寸 較佳是使得: -- 要求到達內部凹部19’之第一內部邊緣21,的複 • 製材料的體積,對應於藉由液滴沉積裝置(具有 給定的或然率)而沉積之預期最小的體積;和 -* 要求到達內部凹部19’之第二外部邊緣21”的複 製材料的體積,對應於藉由液滴沉積裝置(具有 ' 給定的或然率)而沉積之預期最大的體積。 . 在複製材料超過預期最大體積的情況(具有低或然 率’但不完全排除其可能性),可設置第二外部凹部 19”,以創造依據其邊緣的極限。此脊部配置可結合以虛 ® 線顯示的溢流體積5,或沒有。 圖12顯示具有凹部19’、19”、19”’和脊部23的工具 10’該等凹部19’、19”、19”,和脊部23的排列和尺寸類 比於圖1 1,但藉由如圖1所示之升高的(浮動)間隔部而 與元件體積1分離。做爲圖11之凹部/脊部配置的變化 例’另一凹部1 9 ” ’設置在較大凹部1 9 ’的內側,以應付低 或然率的狀況,並提供複製材料的確定輪廓。該低或然率 的狀況是指多餘的材料比預期最小體積之沉積材料還少的 情況。再度地,各脊部的此種配置可結合以虛線所示的溢
-22- (19) (19)1356761 流體積5,或沒有。 圖13顯示具有從升高的間隔部14以增加高度的方式 向外沿伸之傾斜表面22的工具1〇。結果,距元件體積1 的距離、和塡注傾斜表面22下面至該距離之空腔所需的 複製材料體積’上述兩者之間不是線性的關係。此非線性 不只是由隨著半徑的平方而增加的覆蓋面積,且也因爲隨 著半徑而增加的傾斜表面高度。取決於複製材料的黏性和 其他流動性質(特別是外聚性(adhesion)和內聚性 (cohesion )) ’此幾何形狀具有優點。此幾何形狀可結 合如圖11、12的規則或不規則尺寸的凹部和脊部,且具 有溢流體積5、或不具有溢流體積5。具有傾斜表面的幾 何形狀’也可用在升起,而無接觸間隔部9,例如其用在 類似圖1的結構,做爲溢流體積5的表面。 圖14顯不上述方法的流程圖。 雖然已以本發明的較佳實施例來描述本發明,但可瞭 解的是本發明並不限於此,而是可在請求項的範圍內做不 同的具體化和實施。 【圖式簡單說明】 本發明的標的在上文參考較佳的例示實施例做更詳細 的說明,該等實施例由附圖做圖解。附圖示意地顯示如 下: 圖1和圖2 :位在基板上之工具的橫剖面; 圖3:圖2之配置的上視圖; -23- (20) 1356761 - 圖4:緩衝區體積和溢流體積之間傳輸區的另一幾何 . 形狀實施例; 圖5-9 :其他工具的橫剖面; 圖10:圖9之配置的上視圖; 圖1 1 -1 3 :其他工具的橫剖面;和 圖1 4 :本發明方法的流程圖。 圖中所用的參考符號和其意義,摘要地列在參考符號 • 表中。原則上,相同的零件在圖中賦以相同的參考符號。 【主要元件符號說明】 1 :元件體積 - 2 :內部邊緣 . 3 :緩衝區體積 4 :外部邊緣(傳輸區) 4 ’ :外部邊緣(傳輸區) • 5 :溢流體積 6 :自由體積 7 :預(先決)定區域 8 :空腔 9 :(接觸)間隔部 1 0 :工具 1 1 :格柵 12 :基板 1 3 :複製材料 -24- ?4' (21) 1356761 14 :(升高的)浮動間隔部 , 1 5 :傾斜間隔部 1 7 :平坦表面 18 :凸部 19’ :第一外部凹部 19” :第二外部凹部 1 9 ” ’ :凹部 # 20 :幾何構造 21 :邊緣 21’ :第一內部邊緣 2 1,,:第二外部邊緣 • 2 2 :傾斜表面 . 23 :脊部 -25-
Claims (1)
1356761 附件3D :第096109358號申請專利範圍修正本 民國100年7月日修正 十、申請專利範圍 h —種製造光學元件的方法,包含: 提供複製工具,該複製工具包括: (Ϊ )負構造特徵,被界定在該複製工具的複製 側面內’該負構造特徵界定該光學元件的形狀,和 (Π )周圍特徵,被形成在該複製工具的該複製 側面內且鄰接該負構造特徵’該周圍特徵是圍繞該負構造 特徵的邊緣; 在基板和該複製工具之間的配置位置處設置預定體積 的複製材料; 將該複製工具和該基板朝向彼此地運動,直到: (Ϊ )該複製材料接觸該基板和該複製工具兩者 ,和 (π )該複製材料從該配置位置處向外流動; 當該邊緣被保持離該基板一段距離時,使該複製材料 的該向外流動停止在該邊緣’以將該複製材料侷限在該基 板的預定區域’其中’該複製材料的該向外流動基於下列 因素而停止在該邊緣: (I )被分配之複製材料的該預定體積,和 (Π )作用在該複製工具之該邊緣的毛細作用力 至少其中之一或該複製材料的表面張力, 其中接觸該複製工具之該複製材料的部份不會流 1356761 動超過該邊緣;和 將該複製材料硬化’以由附接至該基板的該複製材料 形成該光學元件。 2. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該預定區域超過該光學元件的區域。 3. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,另 外包含: 當對·著該基板而運動該複製工具時,藉由作用在該複 製工具之該邊緣的毛細作用力和該複製材料的該表面張力 兩者,來控制該複製材料的該流動。 4_如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該複製材料的該預定體積大致是該負構造特徵的體積。 5 ·如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,另 外包含:依據待施加在該配置位置處之該複製材料的該預 定體積來預先決定該周圍特徵的尺寸。 6. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該複製工具包括形成在該複製工具內且圍繞該負構造特 徵的脊部,該邊緣是該脊部的邊緣。 7. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,$ 中該負構造特徵至少在一橫側方向被平坦區段限制,內荀5 邊緣被形成在該負構造特徵和該平坦區段之間,該:¾¾ 工具的該複製側面另外包括至少一溢流體積,外部邊緣$ 形成在該平坦區段和該溢流體積之間,且其中該複製材半斗 的該預定體積大於該負構造特徵的體積,以致接觸該複_ -2- 1356761
工具之該複製材料的該向外流動不會流動超過該外部邊緣 ’且被偈限在該基板的該預定區域。 8. 如申請專利範圍第7項之製造光學元件的方法,其 中該平坦區段相對於該負構造特徵的中心軸線不對稱。 9. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該周圍特徵包括被界定在該工具內的複數階梯特徵,每 一階梯特徵包括邊緣,該邊緣適於停止接觸該複製工具之 # 該複製材料的該向外流動,使得該向外流動不會流動超過 該邊緣,以將該複製材料侷限在該基板的該預定區域。 10_如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該複製工具界定複數負構造特徵,每一負構造特徵界定 - 複數光學元件之一光學元件的形狀。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,另 外包含: 在該複製材料被硬化以後,移除該複製工具;和 ® 將該基板分離成複數不連接的區段。 12. 如申請專利範圍第n項之製造光學元件的方法, 另夕纟包含沿著切割線分離該基板,該等切割線由沒有任何 複製材·料之該基板的橫側位置所界定。 13. 如申請專利範圍第1項之製造光學元件的方法,其 中該複製材料的該預定體積大於該負構造特徵的體積。
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