TWI453105B - 模仁之製造方法 - Google Patents

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模仁之製造方法
本發明涉及一種模仁之製造方法，尤其係涉及一種用於紫外壓印之模仁之製造方法。
模仁通常用於壓印熔融狀態之光固化材料，該光固化材料經固化後得到成型元件。紫外壓印技術(請參見Liang Ying-xin,Wang Tai-hong,“A New Technique for Fabrication of Nanodevices-Nanoimprint Lithography”, Micronanoelectronic Technology,2003,Vol. 4-5)係採用紫外光照射聚合物實現固化成型之壓印技術，特別適用於大批量、重復性、精確製備微結構。
目前，模仁之製造方法通常係首先在玻璃基板表面塗覆一液態或熔融態之光固化材料層，如PMMA，然後使用一金屬模仁壓印該光固化材料，固化該光固化材料，脫模，完成圖形轉移而形成具有複數成型面之模仁。超精密加工技術亦也可以被用於切削、研磨該光固化材料，從而得到具有複數成型面之模仁。然，以上方法中，光固化材料層在形成於整個玻璃基板表面時，由於“edge bead”效應，即越靠近邊緣膜越厚，不易形成一層均勻厚度之膜層。此外，由於該透明模仁在壓印過程中，與成型元件接觸之為該光固化材料層，其機械強度較低易變形，容易導致複數成型元件尺寸不一致，影響壓印效果。
有鑑於此，有必要提供一種機械強度較高、精確度較高之模仁之製造方法。
一種模仁之製造方法，其包括以下步驟：提供一個可透過紫外光之玻璃基板；在該玻璃基板之表面形成一層光阻層；對該光阻層進行曝光顯影，從而在該光阻層形成複數預定排列之通孔；蝕刻該複數通孔所對應之玻璃基板表面，從而在該玻璃基板之表面形成複數相應之凹槽；在每個凹槽中填充光固化材料；去除光阻層，並保持未設置凹槽之玻璃基板表面暴露在外；固化每個凹槽之光固化材料；利用超精密加工機床對每個凹槽內之光固化材料進行加工，在每個凹槽之光固化材料表面均形成一個成型面，從而得到具有複數成型面之模仁。
相較於先前技術，首先，本發明之模仁之製作方法採用將光固化材料填充於玻璃基板之凹槽中，由於與玻璃接觸之面積較小，厚度較均勻。其次，該透明模仁在壓印過程中，與成型元件接觸之大部分面積為玻璃基板，其機械強度較高不易變形，使得壓印過程精確度較高。
下面將結合附圖，對本發明實施例作進一步之詳細說明。
請參閱圖1，其為本發明實施例中模仁之製造方法之流程圖。該方法包括以下步驟：
提供一個可透過紫外光之玻璃基板；
在該玻璃基板之表面形成一層光阻層；
對該光阻層進行曝光顯影，從而在該光阻層形成複數預定排列之通孔；
蝕刻該複數通孔所對應之玻璃基板表面，從而在該玻璃基板之表面形成複數相應之凹槽；
在每個凹槽中填充光固化材料；
去除光阻層，並保持未設置凹槽之玻璃基板表面暴露在外；
固化每個凹槽之光固化材料；
利用超精密加工機床對每個凹槽內之光固化材料進行加工，在每個凹槽之光固化材料表面均形成一個成型面，從而得到具有複數成型面之模仁。
下面結合圖2至圖7對本發明實施例中模仁之製造方法進行詳細說明。
請參閱圖2，首先提供一玻璃基板30，該玻璃基板30可透過紫外光，優選為透過率大於95%，在本實施例中，該玻璃基板30之材料為石英玻璃。該玻璃基板30具有兩個相對之表面，即第一表面302和第二表面304。
利用裂縫塗佈(Slit Coating)或者自轉式塗佈法或其他塗佈法在該玻璃基板30之第一表面302塗佈一層光阻層40，來限定蝕刻之範圍。該光阻層40可以係負光阻，也可以係正光阻。本實施例中，使用負光阻，如聚異戊二烯(polyisoprene)。
請參閱圖3，通過具有預定圖案之光罩(圖未示)對該光阻層40進行紫外光照射曝光。然後使用顯影劑，將未曝光之負光阻溶解，從而在該光阻層40形成複數預定排列之通孔402。
請參閱圖4，蝕刻該複數通孔402所對應之玻璃基板30之第一表面302，從而在該玻璃基板30之第一表面302形成複數相應之凹槽50。
請參閱圖5，去除剩餘之光阻層40。
請參閱圖6，在每個凹槽50填充液態或熔融狀態之光固化材料60，並保持未設置凹槽50之玻璃基板30之第一表面302暴露在外。可以理解，也可以在填充光固化材料60之步驟完成後去除光阻層40。接下來，固化每個凹槽50內之光固化材料60。該光固化材料60為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polythylene Terephthalate，PET)。
請參閱圖7，利用超精密加工機床對每個凹槽50之光固化材料60進行加工，在每個凹槽50之光固化材料60表面均形成一個成型面602，從而得到具有複數成型面602之模仁100。在本實施例中，利用微細銑削(micro-milling)之方法對該透光之光固化材料60進行切削。微細銑削方法係採用直徑在0.1mm和2mm之間之銑刀在超精密機床上對該光固化材料60進行切削，加工精度非常高。該成型面602為內凹之球面或非球面。在本實施例中，該成型面602為內凹之非球面。
相較於先前技術，首先，本發明之模仁100之製作方法採用將光固化材料60填充於玻璃基板30之凹槽50中，由於與玻璃之接觸面積較小，厚度較均勻。其次，該透明模仁100在壓印過程中，與成型元件接觸之大部分面積為玻璃基板，其機械強度較高不易變形，使得壓印過程精確度較高。
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。
30．．．玻璃基板
302．．．第一表面
304．．．第二表面
40．．．光阻層
402．．．通孔
50．．．凹槽
60．．．光固化材料
602．．．成型面
100．．．模仁
圖1係本發明實施例提供之模仁之製造方法之流程圖。
圖2至圖7係本發明實施例提供之模仁之製造方法之過程示意圖。

Claims (8)

  1. 一種模仁之製造方法，其包括以下步驟：提供一個可透過紫外光之玻璃基板；在該玻璃基板之表面形成一層光阻層；對該光阻層進行曝光顯影，從而在該光阻層形成複數預定排列之通孔；蝕刻該複數通孔所對應之玻璃基板表面，從而在該玻璃基板之表面形成複數相應之凹槽；在每個凹槽中填充光固化材料；去除光阻層，並保持未設置凹槽之玻璃基板表面暴露在外；固化每個凹槽之光固化材料；利用超精密加工機床對每個凹槽內之光固化材料進行加工，在每個凹槽之光固化材料表面均形成一個成型面，從而得到具有複數成型面之模仁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，該玻璃基板材料為石英玻璃。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，利用超精密加工機床對每個凹槽內之光固化材料進行加工之步驟係利用微細銑削方法加工。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之模仁之製造方法，其中，該微細銑削方法中採用直徑在0.1mm至2mm之間之銑刀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，該成型面為內凹之球面或非球面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，在該玻璃基板之表面形成一層光阻層之步驟係利用裂縫塗佈法或自轉式塗佈法形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，該光固化材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二醇。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之模仁之製造方法，其中，該玻璃基板之紫外光透光率大於95%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006305800A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Nikon Corp 成形用型、及び樹脂成形体の製造方法

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