TWI420261B - 模仁製造方法 - Google Patents

Description

模仁製造方法

本發明涉及一模仁之製造方法，特別係涉及一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壓印技術，特別適用於大批量、重複性、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，然後利用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；經由光罩曝光及顯影等作業於光阻層表面形成微結構；於微結構表面上形成晶種層；對該基底進行電鑄；脫模，形成模仁。

惟，這種製造方法中脫模後之模仁之表面會保留有晶種層，而該晶種層與模仁相互之間之結合度不如一體成型材料理想，故，於使用過程中，模仁表面之晶種層極易剝離，從而增加了模仁之表面粗糙度，降低了成型品之良率。

有鑒於此，提供一表面粗糙度較低之模仁製備方法實為必要。

一模仁製造方法，其包括以下步驟：提供一基板；於該基板之一表面上形成一薄膜層；於該薄膜層上設置一光阻層；採用直寫技術對該光阻層曝光，對該光阻層顯影使該得光阻層具有複數微結構及至少一孔，該孔使得位於該光阻層下面之該薄膜層部分露出；於該微結構之表面上以電鑄方式藉由露出之部分薄膜層形成一電鑄層；去除該光阻層；將該電鑄層與該基板分離，以獲得模仁，該模仁具有複數與該微結構相匹配之成型面。

與先前技術相比，本發明之模仁製造方法中，該薄膜層與該電鑄層之間存於一光阻層，使得該模仁之成型面與該薄膜層並不相接觸，故，本發明之模仁製造方法使得模仁之表面粗糙度較低。

60‧‧‧微小鏡片模仁

10‧‧‧基板

20‧‧‧薄膜層

30‧‧‧光阻層

301‧‧‧第一曝光區

303‧‧‧第二曝光區

305‧‧‧微結構

307‧‧‧孔

40‧‧‧電鑄層

50‧‧‧模仁初製品

401‧‧‧成型面

501‧‧‧前面

503‧‧‧背面

圖1係本發明實施例中模仁製造方法之流程圖。

圖2係本發明實施例中提供之基板之示意圖。

圖3係於基板上形成薄膜層之示意圖。

圖4係於薄膜層上設置光阻層之示意圖。

圖5係對光阻層曝光之示意圖。

圖6係對光阻層顯影後得到之微結構之示意圖。

圖7係於微結構之表面上形成一電鑄層之示意圖。

圖8去除光阻層之示意圖。

圖9將電鑄層與基板分離獲得之模仁之示意圖。

圖10將模仁之前面及背面磨平之示意圖。

請參閱圖1，本發明實施例中模仁之製造方法包括以下步驟：提供一基板；於該基板之一表面上形成一薄膜層；於該薄膜層上設置一光阻層；採用直寫技術對該光阻層曝光，對該光阻層顯影使得該光阻層具有複數微結構及至少一孔，該孔使得位於該光阻層下面之該薄膜層部分露出；於該微結構之表面上以電鑄方式藉由露出之部分薄膜層形成一電鑄層；去除該光阻層；將該電鑄層與該基板分離，以獲得模仁，該模仁具有複數與該微結構相匹配之成型面。

下面將以製造微小鏡片模仁60為例對本發明實施例中之模仁製造 方法進行詳細說明。

如圖2所示，首先提供一潔淨過之基板10。該基板10可為透光基板，由玻璃、石英等可透光材料製成，亦可為不透光基板，由鋁、鐵、金、銀等不透光材料製成。本實施例中，該基板10由玻璃製成。

如圖3所示，於基板10上形成一薄膜層20。該薄膜層20用來作為後續電鑄工序中用來幫助電鑄金屬物附著及長晶之晶種層。其中，該薄膜層20之形成方式可採用濺鍍、蒸鍍、噴鍍等方式。本實施例中，採用濺鍍方式將銅鍍於基板10上以形成薄膜層20。當然，該薄膜層20之材料亦可為鎳。

如圖4所示，於薄膜層20上設置一光阻層30。光阻層30之設置方法可採用旋塗方法，亦可採用噴塗方法或層壓方法。光阻層30之厚度可根據實際所需而設計。本實施例中，採用層壓機將光阻層30設置於薄膜層20上。

如圖5所示，利用直寫技術對該光阻層30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。該直寫技術利用能量受調制之雷射光束或電子束對光阻層30曝光。

曝光後，該光阻層30具有複數第一曝光區301及兩第二曝光區303。該第一曝光區301沒有穿透該光阻層30，而該第二曝光區303中至少有一部分穿透該光阻層30。本實施例中，採用能量受調制之雷射光束對光阻層30曝光，使得該光阻層30具有複數第一曝光區301及兩第二曝光區303，且該複數第一曝光區301位於兩第二曝光區303之間。

為了使第一曝光區301及兩第二曝光區303更好地溶解於顯影液中，將基板10烘烤。烘烤可利用烤箱之熱空氣對流、紅外線輻射或熱墊板之熱傳導來進行。本實施例中，採用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。當然，亦可於曝光之後不對基板10進行烘烤。

如圖6所示，烘烤後進行顯影，第一曝光區域301被移去得到微結構305及第二曝光區域303被移去得到一孔307。該孔307使得位於光阻層30下面之薄膜層20部分露出。

如圖7所示，於微結構305之表面上以電鑄方式藉由露出之薄膜層20形成一電鑄層40。本實施例中，該電鑄層40之材料為鎳。

如圖8所示，去除光阻層30。本實施例中，採用化學方法將光阻層30溶解以去除光阻層30。

如圖9所示，將電鑄層40與基板10分離，得到模仁初製品50。該模仁初製品50具有複數與微結構305相匹配之成型面401。該成型面401用來成型微小鏡片(圖未示)。該微小鏡片可為非球面鏡片，亦可為球面鏡片。本實施例中，該成型面401用來成型球面微小鏡片，且以蝕刻方式將材料為銅之薄膜層20去除，從而將電鑄層40與基板10分離。當然，若該薄膜層20之材料為鎳，亦可採用雷射切割方法將材料為鎳之電鑄層40與基板10分離。

該模仁初製品50具有一前面501及與前面501相對之背面503。該複數成型面401設於前面501上。

如圖10所示，研磨模仁初製品50之前面501及背面503，以將模仁初製品50之前面501及背面503磨平得到微小鏡片模仁60。

可理解，模仁初製品50之前面501亦可不用研磨，僅將模仁初製品50之背面503磨平。同樣可理解，模仁初製品50之前面501及背面503均不用磨平，即模仁初製品50亦可作為模仁。

可理解，該第二曝光區303之個數亦可為一個、三個、四個或複數個，該複數第一曝光區301亦可分佈於第二曝光區303之周圍，不限於本實施例，只要顯影後，使得部分薄膜層20露出即可。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (6)

1. 一模仁製造方法，其包括以下步驟：提供一基板；於該基板之一表面上形成一薄膜層；於該薄膜層上設置一光阻層；採用直寫技術對該光阻層曝光，對該光阻層顯影使得該光阻層具有複數微結構及至少一孔，該孔使得位於該光阻層下面之該薄膜層部分露出；於該微結構之表面上以電鑄方式藉由露出之部分薄膜層形成一電鑄層；去除該光阻層；將該電鑄層與該基板分離，獲得模仁，該模仁具有複數與該微結構相匹配之成型面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模仁製造方法，其中，該直寫技術為雷射直寫技術或電子束直寫技術。
3. 如申請專利範圍第1項所述之模仁製造方法，其中，進一步包括於曝光之後進行烘烤。
4. 如申請專利範圍第3項所述之模仁製造方法，其中，該烘烤溫度為70~100攝氏度，烘烤時間為4~8分鐘。
5. 如申請專利範圍第1項所述之模仁製造方法，其中，該薄膜層之材料為銅，該電鑄層之材料為鎳，該分離該基板及該電鑄層形成模仁之步驟中，選用蝕刻方法將該基板與該電鑄層分離。
6. 如申請專利範圍第1項所述之模仁製造方法，其中，該薄膜層之材料為鎳，該電鑄層之材料為鎳，該分離該基板及該電鑄層形成模仁之步驟中，選用雷射切割方法將該基板與該電鑄層分離。