TWI411875B - 用於壓印製程之模仁製造方法 - Google Patents

Description

用於壓印製程之模仁製造方法

本發明涉及一種用於壓印製程之模仁製造方法，特別係涉及一種用於紫外線成型壓印製程之模仁製造方法。

紫外線成型壓印技術(請參見Liang Ying-xin,Wang Tai-hong,“A New Technique for Fabrication of Nanodevices-Nanoimprint Lithography”,Micronanoelectronic Technology,2003,Vol.4-5)係採用紫外光照射室溫之聚合物實現固化成型之一種壓印技術，特別適用於大批量、重復性、精確製備微結構。紫外線成型壓印技術為先製造具有微結構之模仁，然後藉由該模仁進行壓印過程，最後進行圖形轉移。

先前技術中用於壓印製程之模仁製造方法包括如下步驟：提供一透光基底；於該透光基底一表面塗覆光阻層；曝光顯影；蝕刻該基板形成微結構圖案；晶種層金屬化；對該基板進行電鑄；脫模並去除晶種層，形成模仁。

惟，該製造方法中需藉由蝕刻、電鑄、脫模等步驟才可完成模仁之製造，製程繁瑣，生產效率低。

有鑒於此，提供一種製程相對簡單容易、生產效率高之用於壓印製程之模仁製造方法實為必要。

一種用於壓印製程之模仁製造方法，其包括以下步驟：提供一透光基底；提供一承載基底；於該透光基底與該承載基底之間設置負光阻層；應用直寫技術經由該透光基底對該負光阻層曝光；移去該承載基底；顯影，形成模仁。

與先前技術相比，本發明之用於壓印製程之模仁製造方法不需藉由蝕刻、電鑄、脫模等步驟即可完成用於紫外線成型壓印製程之模仁之製造，製程簡單，提高了生產效率。

3‧‧‧微小鏡片模仁

31‧‧‧透光基底

31a‧‧‧第一表面

31b‧‧‧第二表面

32a‧‧‧第一抗反射膜層

32b‧‧‧第二抗反射膜層

33‧‧‧承載基底

33a‧‧‧第三表面

33b‧‧‧第四表面

34a‧‧‧第三抗反射膜層

34b‧‧‧第四抗反射膜層

35‧‧‧負光阻層

351‧‧‧曝光區域

352‧‧‧未曝光區域

4‧‧‧結構

圖1係本發明實施例中用於壓印製程之模仁製造方法之流程圖。

圖2係本發明實施例中用於製造模仁之透光基底之示意圖。

圖3係本發明實施例中用於製造模仁之承載基底之示意圖。

圖4係設置負光阻層後，使得負光阻層位於透光基底與承載基底之間之示意圖。

圖5係對圖4中負光阻層曝光之示意圖。

圖6係圖5中移去承載基底、曝後烤、顯影及硬烤後得到之模仁之示意圖。

請參閱圖1，其為本發明實施例中用於壓印製程之模仁製造方法 之流程圖。該方法包括以下步驟：提供一透光基底；提供一承載基底；於該透光基底與該承載基底之間設置負光阻層；應用直寫技術經由該透光基底對該負光阻層曝光；移去該承載基底；顯影，形成模仁以下將以製造微小鏡片模仁3為例對本發明實施例中用於壓印製程之模仁製造方法進行詳細說明。

如圖2所示，首先提供一透光基底31，該透光基底31為石英玻璃。

該透光基底31具有相對之第一表面31a及第二表面31b。該第一表面31a及第二表面31b上可均無抗反射膜層，亦可至少一表面上形成有抗反射膜層。優選地，本實施例中，於第一表面31a及第二表面31b上分別形成有第一抗反射膜層32a及第二抗反射膜層32b以增加透光性。

該第一抗反射膜層32a及第二抗反射膜層32b所用材料相同。該第一抗反射膜32a層所用材料可為單一之高折射率材料，亦可包括高折射率與低折射率材料。當該第一抗反射膜層32a所用材料包括高折射率與低折射率材料時，該高折射率材料層與低折射率材 料層交替更疊形成於第一表面31a上。該高折射率材料常用氧化鉭、氧化鈦，該低折射率材料常用二氧化矽、三氧化二鋁。該第一抗反射膜層32a及第二抗反射膜層32b之形成方式相同。第一抗反射膜層32a可藉由物理氣相沉積法形成，如熱蒸鍍法、電漿濺鍍法、離子束濺鍍法；亦可藉由化學氣相沉積法及其它薄膜沉積法形成。其中，第一抗反射膜層32a及第二抗反射膜層32b之厚度可根據實際所需而設計。

如圖3所示，提供一承載基底33，該承載基底33可藉由塑膠、石英玻璃、等透光材料製得，亦可藉由金屬(例如鐵、銅等)等不透光材料製得，只要所製得之承載基底33可承載透光基底31即可。本實施例中，該承載基底31為石英玻璃。

該承載基底33具有相對之第三表面33a及第四表面33b。該第三表面33a及第四表面33b上可均無抗反射膜層，亦可至少一表面上形成有抗反射膜層。優選地，本實施例中，於第三表面33a及第四表面33b上分別形成有第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b。

該第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b所用材料相同。該第三抗反射膜34a層所用材料可為單一之高折射率材料，亦可包括高折射率與低折射率材料。當該第三抗反射膜層34a所用材料包括高折射率與低折射率材料時，該高折射率材料層與低折射率材料層交替更疊形成於第三表面33a上。該高折射率材料常用氧化鉭、氧化鈦，該低折射率材料常用二氧化矽、三氧化二鋁。該第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b之形成方式相同。第三抗 反射膜層34a可藉由物理氣相沉積法形成，如熱蒸鍍法、電漿濺鍍法、離子束濺鍍法；亦可藉由化學氣相沉積法及其它薄膜沉積法形成。其中，第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b之厚度可根據實際所需而設計。

可理解，第一抗反射膜層32a、第二抗反射膜層32b、第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b之材料及形成方式亦可不同，不限於本實施例，只要所形成之膜具有抗反射作用即可。

請參閱圖4，於第二抗反射膜層32b上設置一負光阻層35。負光阻層35之設置方法為旋塗方法，亦可為噴塗方法。負光阻層35之厚度可根據實際所需而設計。

設置負光阻層35後，使該負光阻層35位於透光基底31與承載基底33之第三抗反射膜34a之間形成結構4。可理解，該負光阻層35亦可設置於第一抗反射膜層32a上，亦可位於透光基底31與承載基底33之第四抗反射膜34b之間，不限於本實施例，只要該負光阻層35位於透光基底31與承載基底33之間即可。

可理解，亦可於第三抗反射膜層34a或第四抗反射膜層34a上設置負光阻層35，使該光阻層35位於承載基底33與透光基底31之第一抗反射膜層32a或第二抗反射膜層32b之間，不限於本實施例，只要該負光阻層35位於透光基底31與承載基底33之間即可。

請參閱圖5，應用直寫技術經由透光基底31對負光阻層35曝光。該直寫技術可為雷射直寫技術，亦可為電子束直寫技術。該直寫技術藉由能量受調制之雷射光束或電子束對負光阻層35曝光。曝 光後，該負光阻層35具有一曝光區域351及複數未曝光區域352。本實施例中，藉由能量受調制之雷射光束對負光阻層35曝光。於曝光過程中，雷射光束相對於結構4移動，使得能量受調制之光束經由透光基底31逐漸將曝光區域351曝光。而由於第三抗反射膜層34a及第四抗反射膜層34b之存在，使得可能透過曝光區域351之光線透過承載基底33而不會被反射，從而避免未曝光區域352被曝光。

請參閱圖6，曝光後移去承載基底33。為了使未曝光區域352更好地溶解於顯影液中，將設置有負光阻層35之透光基底31進行曝後烤。曝後烤可藉由烤箱之熱空氣對流、紅外線輻射或熱墊板之熱傳導來進行。本實施例中，藉由熱墊板之熱傳導來進行，其中，烘烤溫度為70~100攝氏度，烘烤時間為4~8分鐘。

曝後烤後進行顯影，得到曝光區域351。最後，為了使曝光區域351更好地黏著於透光基底31、減少缺陷空隙、耐腐蝕及將曝光區域351中溶劑之含量降到最低，將透光基底31硬烤。硬烤亦可藉由烤箱之熱空氣對流、紅外線輻射或熱墊板之熱傳導來進行。本實施例中，藉由熱墊板之熱傳導來進行硬烤，其中，烘烤溫度為185~200攝氏度，烘烤時間為15~20分鐘。硬烤後形成微小鏡片模仁3。

可理解，該未曝光區域352之結構可根據需要設計，如圓柱狀結構、V形槽結構、金字塔型結構或三角錐型結構等三維微結構，並不限於本實施例中之微小鏡片結構。

可理解，上述過程中，是否需要曝後烤或硬烤應根據實際情況來確定。如果需要曝後烤或硬烤，則烘烤溫度及時間亦應根據實際情況來確定。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

3‧‧‧微小鏡片模仁

31‧‧‧透光基底

351‧‧‧曝光區域

Claims (14)

1. 一種用於壓印製程之模仁製造方法，其包括以下步驟：提供一透光基底，該透光基底具有相對之第一表面及第二表面，於該第二表面上形成第二抗反射膜層；提供一承載基底；於該透光基底與該承載基底之間設置負光阻層，該第二抗反射膜層與該負光阻層相鄰；應用直寫技術經由該透光基底對該負光阻層曝光；移去該承載基底；顯影，形成模仁。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該透光基底為石英玻璃。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該承載基底為塑膠、石英玻璃、鐵或銅。
4. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，於該第一表面上形成第一抗反射膜層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該承載基底具有相對之第三表面及第四表面，於該第三表面上形成第三抗反射膜層或於該第四表面上形成第四抗反射膜層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，於該第三抗反射膜層或該第四抗反射膜層上設置該負光阻層。
7. 如申請專利範圍第5項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該第一抗反射膜層、該第二抗反射膜層、該第三抗反射膜層與該第四抗反射膜層為高折射率材料層或由高折射率材料層與低折射率材料層交替疊加形成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該高折射率材料為氧化鉭或氧化鈦，該低折射率材料為二氧化矽或三氧化二鋁。
9. 如申請專利範圍第7項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該負光阻層之設置方法採用旋塗方法或噴塗方法。
10. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該直寫技術為雷射直寫技術或電子束直寫技術。
11. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，進一步包括於移去該承載基底之後進行曝後烤。
12. 如申請專利範圍第11項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該曝後烤溫度為70~100攝氏度，烘烤時間為4~8分鐘。
13. 如申請專利範圍第1項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，進一步包括於顯影之後進行硬烤。
14. 如申請專利範圍第13項所述之用於壓印製程之模仁製造方法，其中，該硬烤溫度為185~200攝氏度，烘烤時間為15~20分鐘。