TWI621910B - 圓筒形聚合物遮罩及製造方法、微影術方法、基板、可旋轉的遮罩及製造方法、主模及形成主模的方法、及圓筒形主模總成及以圓筒形主模總成形成圓筒形遮罩的方法 - Google Patents

圓筒形聚合物遮罩及製造方法、微影術方法、基板、可旋轉的遮罩及製造方法、主模及形成主模的方法、及圓筒形主模總成及以圓筒形主模總成形成圓筒形遮罩的方法 Download PDF

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Abstract

一種圓筒形遮罩可使用中空澆鑄圓筒及遮罩圓筒而被製造。澆鑄圓筒具有比遮罩圓筒的外部直徑大的內部直徑。澆鑄圓筒與遮罩圓筒被同軸地組裝，並且液體聚合物被注入於在澆鑄圓筒的內表面與遮罩圓筒的外表面之間的環繞遮罩圓筒的空間內。在硬化液體聚合物之後，澆鑄圓筒被移去。硬化的聚合物的表面可被圖型化。要強調的是此摘要係被提供來符合要求摘要須容許檢索者或其他讀者可快速地確認所揭露的技術內容的主題的細則規定。此摘要係在理解摘要不會被用來解讀或限制申請專利範圍請求項的範圍或意義的情況下提出。

Description

圓筒形聚合物遮罩及製造方法、微影術方法、基板、可旋轉的遮罩及製造方法、主模及形成主模的方法、及圓筒形主模總成及以圓筒形主模總成形成圓筒形遮罩的方法 對相關申請案的優先權主張及參照
本案主張Boris Kobrin等人在2013年3月15日申請的名為「圓筒形聚合物遮罩及製造方法(CYLINDRICAL POLYMER MASK AND METHOD OF FABRICATION)」的共同讓渡的同時待決的美國臨時申請案序號第61/798,629號(代理人案號RO-020-PR)的優先權，該案的整個揭示內容藉著參考而結合於此。
本案主張Boris Kobrin等人在2012年5月2日申請的名為「無接縫遮罩及製造方法(SEAMLESS MASK AND METHOD OF MANUFACTURING)」的共同讓渡的同時待決的美國臨時申請案序號第61/641,711號(代理人案號RO-013-PR)的優先權，該案的整個揭示內容藉著參考而結合於此。
本案主張Boris Kobrin等人在2012年5月2 日申請的名為「大面積遮罩及製造方法(LARGE AREA MASKS AND METHOD OF MANUFACTURING)」的共同讓渡的同時待決的美國臨時申請案序號第61/641,650號(代理人案號RO-014-PR)的優先權，該案的整個揭示內容藉著參考而結合於此。
本案主張Boris Kobrin等人在2013年1月31日申請的名為「圓筒形主模及製造方法(CYLINDRICAL MASTER MOLD AND METHOD OF FABRICATION)」的共同讓渡的同時待決的美國非臨時申請案序號第13/756,348號(代理人案號RO-018-US)的優先權，該案的整個揭示內容藉著參考而結合於此。
本案主張Boris Kobrin等人在2013年1月31日申請的名為「用來澆鑄圓筒形遮罩的圓筒形圖型化組件(CYLINDRICAL PATTERNED COMPONENT FOR CASTING CYLINDRICAL MASKS)」的共同讓渡的同時待決的美國非臨時申請案序號第13/756,370號(代理人案號RO-019-US)的優先權，該案的整個揭示內容藉著參考而結合於此。
本案也與整個揭示內容藉著參考而結合於此的共同讓渡的國際專利申請案公開第WO2009094009號及整個揭示內容藉著參考而結合於此的美國專利第8,182,982號有關。
本揭示內容係相關於微影術(lithography)方法。更明確地說，本揭示內容的各方面係相關於可旋轉的遮罩(mask)，包括圓筒形聚合物遮罩及其製造方法。
光微影術製造方法已被使用於廣泛的各種不同的技術應用，包括太陽能電池、LED(發光二極體)、積體電路、微機電(MEMs)裝置、建築用玻璃(architectural glass)、資訊顯示器等的微尺度(micro-scale)及奈米尺度(nano-scale)製造。
連續捲軸式或捲對捲(roll-to-roll)及捲對板(roll-to-plate)微影術方法典型上使用圓筒形形狀的遮罩(例如，模(mold)、壓印器(stamp)、光罩(photomask)等)，以將所想要的圖型轉移至剛性或撓性的基板上。所想要的圖型可使用例如轉印(imprinting)方法(例如奈米轉印微影術)、材料的選擇性轉移(例如，微接觸或奈米接觸印刷(micro-or nano-contact printing)、印花轉移(decal transfer)微影術等)、或曝光方法(例如，光學接觸(optical contact)微影術、近場(near field)微影術等)而被轉移至基板上。一些先進類型的此種圓筒形遮罩使用軟質的聚合物成為貼合在圓筒的外表面上的圖型化層(patterned layer)。不幸的是，疊層在圓筒形表面上的貼合會在疊層的邊緣會合之處產生接縫線。此可能會在圖型藉著使用圓筒形遮罩而被可重複地轉移至基板時在接縫處產生不想要有的影像特色(image feature)。
除了要製造具有無接縫的聚合物層的遮罩，所想要的還有製造具有厚且均勻的平滑表面的聚合物層， 以用於後續的滾動微影術(rolling lithography)製造方法。
圖型化基板及結構化塗層(structured coating)對於各種不同的應用具有吸引人的性質，這些應用包括建築用玻璃、資訊顯示器、太陽能面板、及其他更多應用。舉例而言，奈米結構化塗層可為建築用玻璃提供所想要的抗反射特性。目前將基板圖型化的方法，包括例如電子束微影術、光微影術、干涉(interference)微影術等方法及其他方法，對於實際使用在要求較大面積的應用中來製造圖型化基板或結構化塗層而言，特別是對於具有200cm2(平方公分)或更大的面積的應用而言，成本通常太高。
因此，在此技術領域中，對於大面積的圖型化層及其低成本的製造方法有需求。對於本發明的需求即是就此而論而產生。
奈米結構對於許多目前的應用和業界以及對於新技術和未來先進產品而言是必要的。以並非限制性的方式舉例而言，對於目前在例如太陽能電池及LED(發光二極體)的領域中及下一世代的資料儲存裝置的應用可達成效率的增進。
奈米結構化基板可舉例而言使用例如電子束直接書寫(e-beam direct writing)、深紫外線(deep UV)微影術、奈米球(nanosphere)微影術、奈米轉印微影術、近場相移(near-field phase shift)微影術、及電漿 子(plasmonic)微影術等技術而被製造。
較早期的作者已曾建議根據二者均整體結合於此的國際專利申請案公開第WO2009094009號及美國專利第8,182,982號中所敘述的近場光學微影術來將大面積的剛性及撓性基板材料奈米圖型化的方法。根據此些方法，可旋轉的遮罩被用來使輻射敏感性(radiation-sensitive)材料成像。典型上，可旋轉的遮罩包含圓筒或錐體，而此圓筒或錐體具有形成在其表面上的遮罩圖型。遮罩在輻射通過遮罩圖型至輻射敏感性材料時相對於輻射敏感性材料(例如光抗蝕劑(photoresist))滾動。因此，此技術有時被稱為「滾動遮罩(rolling mask)」微影術。此奈米圖型化技術可利用近場光微影術，其中被用來將基板圖型化的遮罩係與基板接觸。此方法的近場光微影術實施態樣可利用彈性體(elastomeric)相移遮罩，或是可採用表面電漿子(surface plasmon)技術，其中旋轉的遮罩表面包含金屬奈米孔或奈米粒子。在一種實施態樣中，此種遮罩可為近場相移遮罩。近場相移微影術涉及在遮罩處於與輻射敏感性材料保角接觸(conformal contact)的情況下，使輻射敏感性材料曝露於通過彈性體相位遮罩的紫外(UV)光。將彈性體相位遮罩帶至與輻射敏感性材料的薄層接觸會造成輻射敏感性材料「潤濕(wet)」遮罩的接觸表面的表面。在遮罩處於與輻射敏感性材料接觸的情況下使UV光通過遮罩會使輻射敏感性材料曝露於在遮罩的表面處發展(develop)的光強度的 分佈。
在一些實施態樣中，相位遮罩(phase mask)可形成為具有被設計來將透射的光的相位以π弳(radian)調變的釋放深度(depth of relief)。由於相位調變的結果，強度中的局部零位(local null)出現於形成在遮罩上的釋放圖型中的階梯邊緣(step edge)處。在正(positive)輻射敏感性材料被使用時，經由此種遮罩的曝光以及接著的顯影會產生具有相等於強度中的零位的特性寬度的寬度的輻射敏感性材料線條。對於365nm(奈米)(近UV)光與傳統的輻射敏感性材料的組合，強度中的零位的寬度為幾近100nm。聚雙甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane(PDMS))遮罩可被用來與輻射敏感性材料層形成保角的原子標度(atomic scale)的接觸。此接觸是在接觸時被自發性地建立，而並未施加壓力。一般化的黏著力(generalized adhesion force)引導此過程，並且提供將遮罩在角度及位置上對準於與輻射敏感性材料表面正交的方向的簡單且方便的方法，以建立完善的接觸。在此相對於輻射敏感性材料並無任何實體間隙。PDMS對於具有大於300nm的波長的UV光為透明的。在PDMS處於與輻射敏感性材料層保角接觸的情況下，使來自水銀燈(其中主光譜線係在355nm至365nm處)的光通過PDMS會使輻射敏感性材料曝露於形成在遮罩處的強度分佈。
旋轉遮罩的另一種實施態樣可包含表面電漿 子技術，其中金屬層或膜被貼合或沈積在可旋轉的遮罩的外表面上。金屬層或膜具有特定系列的奈米通孔。在表面電漿子技術的另一實施例中，金屬奈米粒子層被沈積在透明的可旋轉的遮罩的外表面上，以藉著增強的奈米圖型化而達成表面電漿子。
上述應用的每一個可使用可旋轉的遮罩。可旋轉的遮罩可在主模(master mold)(使用已知的奈米微影術技術例如電子束、深UV、干涉、及奈米轉印微影術中的一個而被製造)的輔助下被製造。可旋轉的遮罩可藉著模製(molding)聚合物材料、固化(curing)聚合物以形成複製膜(replica film)、及最後將複製膜貼合在圓筒的表面上而被製成。不幸的是，此方法不可避免地會在各片聚合物膜之間產生一些「宏觀的(macro)」的縫合線(即使是主模非常大，並且只須一片聚合物膜來覆蓋整個圓筒的表面，仍然不可避免地會產生一條縫合線)。本發明即是就此而論而產生。
根據本揭示的一些方面，圓筒形遮罩可藉著將主模圖型化、藉著將液體聚合物澆鑄在主模上而形成圖型化的聚合物遮罩、及固化液體聚合物而被製造。圖型化的聚合物遮罩的一個端部的一部份可被截斷，或是液體聚合物不被澆鑄在於主模的端部處的狹條部份(strip)上。主模及圖型化的聚合物遮罩可被捲起以形成疊層圓筒 (laminate cylinder)而在圖型化的聚合物遮罩上形成間隙。疊層圓筒可被插入至澆鑄圓筒內，其中主模的基板與澆鑄圓筒接觸且間隙被充填以額外的液體聚合物，此額外的液體聚合物可被固化而藉著移去澆鑄圓筒以及將主模從疊層分離而形成自存的(free standing)聚合物。
根據本揭示的其他方面，圓筒形遮罩可使用中空的澆鑄圓筒及遮罩圓筒而被製造。澆鑄圓筒可具有大於遮罩圓筒的外部直徑的內部直徑。澆鑄圓筒及遮罩圓筒可被同軸地組裝，並且液體聚合物被注入於在澆鑄圓筒的內表面與遮罩圓筒的外表面之間的環繞遮罩圓筒的空間內。在固化液體聚合物之後，澆鑄圓筒可被移去。
根據其他方面，基板可藉著用具有圖型的主遮罩(master mask)逐次地重複轉印基板而被圖型化，其中圖型具有比基板小的面積，且轉印係重複直到基板的所想要的區域被圖型化。每一逐次的轉印可重疊基板的先前被轉印的部份的一部份。以主遮罩轉印基板可包含(i)沈積聚合物先質液體；(ii)對主遮罩與基板之間的聚合物先質液體施壓；及(iii)固化聚合物先質液體。所得的基板可具有有多個印記(imprints)的圖型化層，並且印記之間的每一個邊界包含與另一個印記的一部份重疊的印記。
本揭示的另外方面敘述可被用來產生用於微影術的圓筒形遮罩的圓筒形模。結構化的多孔層可被沈積在圓筒的內表面上。輻射敏感性材料可被沈積覆於多孔層 之上以充填形成於多孔層的孔洞(pore)。孔洞中的輻射敏感性材料可藉著用光源將圓筒曝光而被固化。未固化的抗蝕劑及多孔層可被移去，留下在圓筒的內表面上的支柱(post)。
本揭示的另外方面包含圓筒形主模總成，而此圓筒形主模總成具有有第一直徑的圓筒形圖型化組件、及有第二直徑的犧牲澆鑄組件(sacrificial casting component)。具有較小半徑的組件可被同軸地插入至具有較大半徑的組件的內部。圖型化特徵可被形成在面向犧牲澆鑄組件的圓筒形圖型化組件的內表面上。一旦澆鑄的聚合物已被固化，犧牲澆鑄組件就可被移去以容許聚合物被釋放。
200‧‧‧總成
202‧‧‧遮罩圓筒，第一澆鑄圓筒
204‧‧‧澆鑄圓筒，主模
206‧‧‧軸線
208‧‧‧圓筒形區域，空間
300‧‧‧方法
302‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟
400‧‧‧組裝裝置
402a‧‧‧第一板件
402b‧‧‧第二板件
406‧‧‧銷
408‧‧‧孔
410a‧‧‧第一溝槽
410b‧‧‧第二溝槽
412‧‧‧遮罩圓筒
414‧‧‧澆鑄圓筒
416‧‧‧聚合物先質
502‧‧‧遮罩圓筒
504‧‧‧澆鑄圓筒
506‧‧‧總成
508a‧‧‧第一板件
508b‧‧‧第二板件
510‧‧‧銷
512‧‧‧液體聚合物，聚合物先質
514‧‧‧開口
516‧‧‧固化手段
518‧‧‧固化的聚合物，外部順應層
520‧‧‧圓筒形遮罩
602‧‧‧澆鑄圓筒
604‧‧‧釋放塗層
606‧‧‧液體聚合物材料，外側聚合物層
608a‧‧‧固化手段
608b‧‧‧固化手段
610‧‧‧遮罩圓筒
612a‧‧‧板件
612b‧‧‧板件
614‧‧‧銷
616‧‧‧總成
618‧‧‧液體聚合物，內側聚合物層
620‧‧‧孔或開口
622‧‧‧圓筒形遮罩
711‧‧‧圓筒
712‧‧‧光源
713‧‧‧彈性體膜，彈性體圓筒形滾動遮罩，圓筒形遮罩
714‧‧‧奈米圖型
715‧‧‧基板
716‧‧‧光敏感性材料，輻射敏感性材料
800‧‧‧主模總成
820‧‧‧圓筒形圖型化組件
825‧‧‧圖型
830‧‧‧犧牲澆鑄組件
840‧‧‧空間
900‧‧‧製程
960‧‧‧步驟
961‧‧‧步驟
962‧‧‧步驟
963‧‧‧步驟
1000‧‧‧主模總成
1013‧‧‧圓筒形滾動遮罩，圓筒形遮罩
1014‧‧‧奈米圖型
1020‧‧‧圓筒形圖型化組件
1025‧‧‧圖型
1030‧‧‧犧牲澆鑄組件
1040‧‧‧空間
1100‧‧‧製程
1160‧‧‧步驟
1161‧‧‧步驟
1162‧‧‧步驟
1163‧‧‧步驟
1164‧‧‧步驟
1200‧‧‧圓筒形遮罩
1201‧‧‧圓筒形滾動遮罩
1202‧‧‧圓筒形滾動遮罩
1211‧‧‧中空圓筒
1212‧‧‧光源
1213‧‧‧彈性體滾動遮罩，彈性體遮罩
1214‧‧‧圖型化表面
1217‧‧‧氣體
1218‧‧‧氣體保持件
1218B‧‧‧氣囊
1218S‧‧‧密封件
1302‧‧‧主遮罩
1304‧‧‧圖型，主圖型
1306‧‧‧基板
1308‧‧‧先前轉印部份，印記
1310‧‧‧聚合物先質液體
1312‧‧‧接觸線
1314‧‧‧壓力的方向
1402‧‧‧主遮罩
1404‧‧‧基板
1406‧‧‧主圖型
1408‧‧‧聚合物先質液體
1410‧‧‧固化手段
1412‧‧‧先前轉印及固化的部份，圖型化部份
1502a‧‧‧基板
1502b‧‧‧基板
1502c‧‧‧基板
1504a‧‧‧印記
1504b‧‧‧印記
1504c‧‧‧印記
1506a‧‧‧接縫線
1506c‧‧‧接縫線
1600‧‧‧主模
1620‧‧‧圓筒
1621‧‧‧外表面
1622‧‧‧內表面
1633‧‧‧突出部
1720‧‧‧圓筒
1721‧‧‧未曝光的輻射敏感性材料
1722‧‧‧內表面
1723‧‧‧輻射
1729‧‧‧孔洞
1730‧‧‧結構化多孔層，奈米結構化多孔層，陽極氧化鋁 (AAO)層
1731‧‧‧輻射敏感性材料
1732‧‧‧固化的材料
1733‧‧‧玻璃狀材料
1800‧‧‧主模
1820‧‧‧圓筒
1821‧‧‧外表面
1822‧‧‧內表面
1824‧‧‧磊晶晶種層
1829‧‧‧孔洞
1830‧‧‧結構化多孔層
1833‧‧‧突出部
1900‧‧‧主模
1922‧‧‧內表面
1923‧‧‧輻射
1931‧‧‧輻射敏感性材料
1932‧‧‧輻射敏感性材料的未曝光部份(圖19B)
1932‧‧‧固化的輻射敏感性材料(圖19B’)
1933‧‧‧突出部
1940‧‧‧自組性單層(SAM)
2020‧‧‧圓筒
2021‧‧‧外表面
2023‧‧‧輻射
2031‧‧‧輻射敏感性材料
2033‧‧‧突出部
2040‧‧‧自組性單層(SAM)
2100‧‧‧方法
2105‧‧‧基板
2110‧‧‧圖型
2112‧‧‧圖型化的主模/遮罩，第一主遮罩，副主遮罩，副主模
2115‧‧‧彈性體材料，固化的聚合物，澆鑄的聚合物，聚合物遮罩
2120‧‧‧狹條部份，間隙
2125‧‧‧狹條部份
2130‧‧‧澆鑄圓筒
2140‧‧‧圖型
2230‧‧‧圓筒形主模總成
2232‧‧‧澆鑄圓筒
2234‧‧‧主模
2236‧‧‧圖型化的聚合物遮罩
2237‧‧‧間隙，失去的狹條部份
2239‧‧‧狹條部份，失去的狹條部份
2300‧‧‧製程
2310‧‧‧步驟
2320‧‧‧步驟
2330‧‧‧步驟
2340‧‧‧步驟
2342‧‧‧步驟
2350‧‧‧步驟
2400‧‧‧圓筒形主模總成
2401‧‧‧圓筒形主模總成
2410‧‧‧圓筒形主模，主模/遮罩
2420‧‧‧第一澆鑄圓筒
2430‧‧‧聚合物遮罩，外層
2432‧‧‧保護膜，保護層
2440‧‧‧第二澆鑄組件
2450‧‧‧遮罩圓筒
2460‧‧‧緩衝層，聚合物
2500‧‧‧製程，方法
2510‧‧‧步驟
2520‧‧‧步驟
2530‧‧‧步驟
2540‧‧‧步驟
2550‧‧‧步驟
2560‧‧‧步驟
2570‧‧‧步驟
2580‧‧‧步驟
2590‧‧‧步驟
R1‧‧‧第一半徑
R2‧‧‧第二半徑
圖1A至1C顯示一般性的圓筒，這些圓筒被加上標記以有助於澄清本發明的敘述及申請專利範圍請求項中所用的描述語言。
圖2顯示根據本發明的實施例被組裝在澆鑄圓筒的內部的遮罩圓筒。
圖3為根據本發明的實施例的製造圓筒形遮罩的方法的流程圖。
圖4A至4D顯示根據本發明的實施例的組裝裝置。
圖5A至5D為顯示根據本發明的實施例的製 造圓筒形遮罩的方法的處理流程示意圖。
圖6A至6I為顯示根據本發明的實施例的製造具有成為外部順應層的多個聚合物層的圓筒形遮罩的方法的處理流程示意圖。
圖7為顯示使用滾動遮罩奈米微影術而以根據本發明的實施例製造的圓筒形遮罩來印刷圖型的例子的示意圖。
圖8A為根據本揭示的一方面的包含圓筒形圖型化組件的圓筒形主模總成的俯視圖，其中犧牲澆鑄組件被同軸地插入至圓筒形圖型化組件的內部。
圖8B為圖8A所示的圓筒形主模總成的立體圖。
圖9為描述根據本揭示的一些方面的用圓筒形主模總成來形成圓筒形遮罩的方法的指令的方塊圖。
圖10A為根據本揭示的一方面的包含犧牲澆鑄組件的圓筒形主模總成的俯視圖，其中圓筒形圖型化組件被同軸地插入至犧牲澆鑄組件的內部。
圖10B為圖10A所示的圓筒形主模總成的立體圖。
圖10C至10E顯示根據本揭示的一些方面的圓筒形遮罩如何可從圓筒形圖型化組件被移去。
圖11為描述根據本揭示的一些方面的用圓筒形主模總成來形成圓筒形遮罩的方法的指令的方塊圖。
圖12A至12C顯示根據本揭示的一些方面的 圓筒形遮罩，其中氣體保持件形成在彈性體圓筒與剛性的透明圓筒之間。
圖13A顯示根據本發明的實施例的主遮罩。
圖13B顯示根據本發明的實施例的正被用來將較大面積的基板圖型化的主遮罩。
圖13C顯示使用根據本發明的實施例的主遮罩的較大面積的基板的個別印記。
圖13D及13E顯示根據本發明的實施例所得的圖型化基板的顯微照片。
圖14A至14G顯示根據本發明的實施例的轉印大面積的基板的處理流程。
圖15A至15C顯示根據本發明的實施例的圖型化的大面積基板的例子。
圖16為根據本揭示的一方面的具有從內表面伸出的突出部的圓筒主模的俯視圖。
圖17A至17G為顯示根據本揭示的一些方面的形成主模的過程的示意圖。
圖18A至18D為顯示根據使用磊晶晶種層的本揭示的另外方面的形成主模的過程的示意圖。
圖19A、19B、19B’、及19C為顯示根據使用形成在主模的內表面上的自組性單體(self-assembled monomer)的本揭示的另外方面的形成主模的過程的示意圖。
圖20A、20B、20B’、及20C為顯示根據使用 形成在主模的外表面上的自組性單體(self-assembled monomer)的本揭示的另外方面的形成主模的過程的示意圖。
圖21A至21G為顯示根據本揭示的各種不同方面的使用捲起的疊層來產生自存的遮罩的處理流程的示意圖。
圖22A為根據本揭示的各種不同方面的被用於製成圓筒形遮罩的具有捲起的疊層的圓筒形主模總成的俯視圖。
圖22B為圖22A所示的圓筒形主模總成的立體圖。
圖23為顯示根據本揭示的各種不同方面的使用捲起的疊層來製造圓筒形聚合物遮罩的方法的處理流程圖。
圖24A為根據本揭示的各種不同方面的被用於製成多層狀的圓筒形遮罩的圓筒形主模總成的俯視圖。
圖24B為圖24A所示的圓筒形主模總成的俯視圖。
圖25為顯示根據本揭示的各種不同方面的製造多層狀的圓筒形聚合物遮罩的方法的處理流程圖。
以下術語的定義有助於澄清及輔助對於本揭示的敘述及申請專利範圍請求項中所用的敘述性技術用語 的瞭解。
在此處被使用時：組件的「相反端部(opposing ends)」指的是如圖1A所示的圓筒或其他軸向對稱形狀的兩相反端面。
組件的「外表面」指的是在如圖1A及1B所示的圓筒或其他軸向對稱形狀的側面上的外部表面。
組件的「內表面」指的是在如圖1B所示的中空的圓筒或其他軸向對稱形狀的內側上的內部表面。
組件的「外部半徑/直徑」指的是如圖1A及1B所示的圓筒或其他軸向對稱形狀的外表面的半徑/直徑。在組件的外表面為具有並非固定的半徑/直徑的形狀的情況中，例如在錐形或其他軸向對稱形狀的情況中，外部半徑/直徑可以是指任何的此種半徑/直徑，只要其係相應於外表面。
組件的「內部半徑/直徑」指的是如圖1B所示的圓筒或其他軸向對稱形狀的內表面的半徑/直徑。在組件的內表面為具有並非固定的半徑/直徑的形狀的情況中，例如在錐形或其他軸向對稱形狀的情況中，內部半徑/直徑可以是指任何的此種半徑/直徑，只要其係相應於內表面。
「同軸地組裝」組件表示將組件組裝成使得組件如圖1C所示具有相同的對稱軸線。
「遮罩圓筒」或「掩蔽(masking)圓筒」指 的是用於圓筒形遮罩的圓筒形基板，而在此圓筒形基板的外表面上形成有順應層(compilant layer)。
「鑄模(cast)圓筒」或「澆鑄圓筒」指的是圓筒形形狀的鑄模。
I.使用同軸組件的澆鑄
此章節I所揭示的方面包括用來製成可旋轉的遮罩的方法及裝置。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。澆鑄/模製處理過程及同軸澆鑄組件可被用來澆鑄可旋轉的遮罩的順應層，其可提供多種益處，包括可將可旋轉的遮罩的接縫出現率減至最小或完全消除。此章節的實施態樣還可能有各種不同的其他有利點。
另外應注意的是此章節I可適用於此處所敘述的其餘章節II至VI的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及使用同軸澆鑄組件及總成來製成可旋轉的遮罩的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節I所揭露的各種不同方面可容易地被應用於此處所敘述的涉及使用犧牲澆鑄組件及同軸組裝組件來製造可旋轉的遮罩的章節II的實施態樣。
為製造圓筒形遮罩，聚合物材料可被使用成為圓筒形遮罩的外部順應層。在本發明的實施例中，澆鑄製程可被用來藉著將聚合物澆鑄在遮罩圓筒的外表面上以產生無接縫外層而形成外部順應層。本發明的實施例中的 澆鑄製程可涉及將澆鑄圓筒與遮罩圓筒同軸地組裝、及將液體聚合物注入環繞遮罩圓筒的鑄模的空間內。然後，聚合物被固化，並且澆鑄圓筒被移去，以產生可被用來製造各種不同的裝置的無接縫的圓筒形遮罩。圓筒形遮罩的聚合物層可被圖型化，以產生可例如藉著捲對捲微影術、捲對板微影術等而被可重複地轉移至基板的遮罩圖型。
在本發明的實施例中，製造圓筒形遮罩的方法可包含將澆鑄圓筒與遮罩圓筒同軸地組裝、將液體聚合物注入於在澆鑄圓筒與遮罩圓筒之間的空間內、固化聚合物、及移去澆鑄圓筒。方法可另外包含將聚合物圖型化，此可為在移去澆鑄圓筒之後的額外步驟，或是此可藉著使用在表面上具有圖型的圓筒而被結合至製造過程內，使得當聚合物與圓筒的表面接觸時，圖型被轉移至聚合物。
在本發明的實施例中，圍繞遮罩圓筒組裝澆鑄圓筒可涉及使用在圓筒形遮罩的製造期間將遮罩圓筒及澆鑄圓筒固持於定位的組裝裝置(assembly apparatus)。組裝裝置可被設計成在澆鑄過程期間維持圓筒的同軸對準，以產生相應於圓筒形遮罩的外部順應層的圍繞遮罩圓筒的具有均勻厚度的圓筒形空間。固定架(fixture)可被設計成在圓筒與固定架被組裝在一起的情況下容許液體聚合物材料被注入此空間內。
在本發明的實施例中，被用來在製造過程中維持圓筒的同軸對準的組裝裝置可包含一組板件，其中這些板件藉著銷而在圓筒的相反端部處被固持在一起。板件 可包含與圓筒的側面對準的溝槽或其他機構，以保持圓筒對準於定位。板件中的一個可具有孔或其他機構，以容許液體聚合物被澆注通過孔而至相應於圓筒形遮罩的外部順應層的空間內。
澆鑄固定架可藉著拆解而被移去。舉例而言，在圓筒之間的聚合物已被固化之後，澆鑄圓筒可藉著在不顯著損壞聚合物或留下小量的澆鑄圓筒材料的情況下於長度方向從其外表面被向下切割至管狀的固化的聚合物而被分開成兩個或多於兩個的區段。上述切割可藉著鋸子(saw)、化學蝕刻、或雷射來進行。然後，澆鑄圓筒的各區段可從固化的聚合物以及相對於彼此被分離。
本發明的實施例可產生具有均勻且無接縫的外層的圖型化的圓筒形遮罩，而外層具有理想的厚度及平滑度以用於將遮罩的圖型可重複地轉移至基板上，以用來製造各種不同的裝置。
現在轉向圖2，圖中顯示根據本發明的實施例的具有被澆鑄圓筒204環繞的遮罩圓筒202的總成200。遮罩圓筒202與澆鑄圓筒204被同軸地組裝，使得二者的軸線206彼此對準，因而產生圍繞遮罩圓筒的具有均勻厚度的圓筒形區域208，其可界定圓筒形遮罩的外部聚合物層的形狀。圓筒202及204可藉著使用組裝裝置(未顯示)而被固持於定位，其中組裝裝置將圓筒202及204的軸線對準且容許液體聚合物被注入總成200的圓筒形區域208內，例如藉著將液體聚合物澆注通過組裝裝置的開口 或孔。聚合物先質可被注入於在遮罩圓筒202與澆鑄圓筒204之間的空間208內。聚合物先質可為處於液體或半液體形式的單體、聚合物、部份地交聯的聚合物(partially cross-linked polymer)、或以上所述者的任何混合物的形式。聚合物先質可被固化以形成圓筒形遮罩的外部聚合物層。聚合物可用各種不同方式被圖型化成具有遮罩圖型。舉例而言，澆鑄圓筒204的內表面可含有遮罩圖型，使得聚合物材料的外表面配合在澆鑄圓筒204的內表面上的圖型。成為另一例子，遮罩圓筒202的外表面可含有遮罩圖型，使得此圖型在聚合物形成在遮罩圓筒上之後被轉移至聚合物的內表面。成為另一例子，聚合物材料可在後續的製造步驟及澆鑄圓筒204的移去之後藉著使用各種不同的微影術方法來將聚合物的外表面圖型化而被圖型化。成為另一例子，圖型也可藉著以上所述者的某一組合而被圖型化。
轉向圖3，圖中顯示根據本發明的實施例的製造無接縫的圓筒形遮罩的流程圖。製造圓筒形遮罩的方法300可包含如在步驟302處所示的將圓筒同軸地組裝，此可能涉及將澆鑄圓筒與遮罩圓筒組裝成使得澆鑄圓筒及遮罩圓筒二者的軸線相同。澆鑄圓筒可為具有比遮罩圓筒的外部直徑大的內部直徑的中空圓筒，使得空間被留在二圓筒之間。此直徑上的差異可界定遮罩的外部順應層的厚度，使得在Dcast為澆鑄圓筒的內部直徑且Dmask為遮罩圓筒的外部直徑的情況中，圓筒形遮罩的順應層的厚度T將 會是T=(Dcast-Dmask)/2，亦即直徑差異的一半。厚度T可藉著使用具有相應於上述方程式所須的直徑的圓筒而依對於各種不同應用的特定要求所合宜者被選擇。製造方法300也可包含如在步驟304處所示的將聚合物先質注入澆鑄圓筒內環繞遮罩圓筒的外表面的空間內。注入聚合物先質可例如藉著將液體或半液體的聚合物先質材料經由已組裝的圓筒的頂部澆注至圓筒之間的空間內而被實施。注入聚合物先質也可以用其他方式被實施，只要是聚合物先質材料被引入至圓筒之間的空間內。較佳地，聚合物應實質上充滿此空間。製造圓筒形遮罩的方法300也可包含如在步驟306處所示的固化聚合物先質以形成聚合物層。固化聚合物先質可能涉及對組裝的總成施加UV輻射、施加熱、或其他的固化處理，以使聚合物硬化。一旦聚合物被固化，方法300就可進一步包含如在步驟308處所示的移去澆鑄圓筒，因而留下具有相應於固化的聚合物的外部順應層的圓筒形遮罩。方法300也可包含將聚合物圖型化，而此可例如藉著在移去鑄模之後將順應層的外表面圖型化或是藉著在製造過程中使用圖型化圓筒以使得將聚合物圖型化被結合於其他的製造步驟中而被達成。
應注意雖然澆鑄圓筒被顯示成為被組裝在遮罩圓筒的外部且圍繞遮罩圓筒，但是也可以是相反的組態。在此種實施態樣中，澆鑄圓筒的外表面可被圖型化，並且當澆鑄圓筒被移去時，在澆鑄圓筒的外表面上的圖型的負片(negative)會被轉移至在遮罩圓筒的內表面上的 聚合物材料。
應注意可以用各種不同的方式來實施澆鑄圓筒的移去。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可藉著使用鋸子、雷射、濕或乾蝕刻、或其他手段而被切割。在切割澆鑄圓筒時，必須留意不損壞在下方的聚合物層。如果使用雷射來切割澆鑄圓筒，則可在澆鑄圓筒的內表面上沈積特殊料層以作用成為蝕刻停止層，並且此料層應對被用來切割澆鑄圓筒材料的光具有反射性。切割可藉著使用一或多個切割線(cut line)而被實施，以較易於後續將澆鑄圓筒從聚合物表面剝離。一旦澆鑄圓筒被切割，澆鑄圓筒就可從聚合物表面被機械式地剝離。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可藉著使用不會將其內的聚合物或遮罩圓筒也蝕去(etch away)的蝕刻化學品而被化學性地蝕去。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可在組裝之前被用低摩擦塗層或其他釋放塗層加以處理，使得在固化之後，澆鑄圓筒可滑動脫離聚合物表面。以舉例的方式而非以限制的方式而言，如果澆鑄圓筒的熱膨脹係數大於聚合物的熱膨脹係數，則澆鑄圓筒可被加熱，以使澆鑄圓筒膨脹而將其滑動脫離(如果聚合物可承受此種溫度)。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可被用均勻的塗層加以處理，而此塗層可在固化聚合物之後被溶解，並且澆鑄圓筒可滑動脫離聚合物表面。澆鑄圓筒也可藉著其他的手段而被移去，並且此些其他的移去手段也在本發明的範圍內。因此，本發明的 範圍不應受限於任何特定的移去方法，除非是在申請專利範圍請求項中被明確地記載。
轉向圖4A至4D，圖中顯示根據本發明的實施例的組裝裝置的例子的細節。在圖4A中，顯示可被用來製造根據本發明的實施例的無接縫的圓筒形遮罩的整個組裝裝置400。組裝裝置400可包含藉著銷406而被固持在一起的板件402a及402b。板件402a及402b可在圓筒(未顯示)的相反端部處被固持在一起，並且銷406較佳地與圓筒的軸線對齊。舉例而言，第一板件402a可在組裝期間被定向成為頂部板件，而第二板件402b可被定向成為底部板件。第一板件402a可另外包含孔，以容許聚合物被澆注通過孔而至圓筒之間的空間內。板件也可包含溝槽410a及410b，其與遮罩圓筒及澆鑄圓筒的側壁的設置對準，以便於將圓筒固持於定位。
圖4C顯示根據本發明的實施例的第一板件402a的俯視圖。孔408的設置可相應於在澆鑄圓筒的內部環繞遮罩圓筒的空間。如圖4C所示，在本發明的實施例中，於圓筒形遮罩的製造期間，第一溝槽410a可與遮罩圓筒412對準，且第二溝槽410b可與澆鑄圓筒414對準。在圖4B及4C所示的實施例中，從圖中可見到孔408被定位在遮罩圓筒412的表面會對齊的溝槽410a與澆鑄圓筒414的表面會對齊的溝槽410b之間，以較佳地便利聚合物先質416被澆注至二圓筒之間的空間內。應注意孔408可被設計成可容許聚合物先質416被注入通過組裝裝 置的各種不同的孔形狀、孔設置型樣、孔數目等中的任何一種，並且圖4C所示的孔只是被提供來用於舉例說明的目的。另外應注意雖然圖中概括地顯示圓形的板件，但是其他形狀可被使用，並且圖中所示的板件只是用於舉例說明的目的。
圖4D顯示根據本發明的實施例的板件402a的側視圖。板件402a可包含溝槽410a及410b，以使組裝裝置可在圓筒形遮罩的製造期間將圓筒固持於定位。在本發明的實施例中，板件402a可包含在圓筒形遮罩的製造期間與遮罩圓筒對準的第一溝槽410a、及與澆鑄圓筒對準的第二溝槽410b。應注意溝槽410a及410b可根據被用來製造圓筒形遮罩的圓筒而被設計成各種不同的形狀及設置型樣中的任何一種，並且圖中所示的溝槽只是被提供來用於敘述的目的。也應注意第一板件402a及第二板件402b二者均可具有用來保持圓筒對準於定位的溝槽，如圖4A至4D所示者。
轉向圖5A至5D，圖中顯示根據本發明的實施例的製造圓筒形遮罩的處理流程。在圖5A中，澆鑄圓筒504藉著使用組裝裝置而圍繞遮罩圓筒502被同軸地組裝以產生總成506，其中組裝裝置將圓筒固持於定位且將圓筒的中心軸線對準。在圖5A中，固定架包含第一板件508a、第二板件508b、及可附接於第一及第二板件508a及508b以將二板件在圓筒502及504的相反端部處固持在一起的銷510。圓筒502及504可由各種不同的材料包 括例如玻璃、金屬、聚合物、或其他材料製成。
遮罩圓筒502較佳地由對採用圓筒形遮罩的光微影術製程中所用的UV或其他輻射為透明的材料製成。用於遮罩圓筒502的材料的例子包括熔融矽石(fused silica)。澆鑄圓筒504較佳地由對於成功的澆鑄在尺寸上穩定並且也可順從例如以上所敘述的移去處理的材料製成。澆鑄圓筒可為對UV或其他輻射是透明的，但是並非必須在所有的實施例中均被如此地建構。
澆鑄圓筒504的內表面可包含相應於所想要用於圓筒形遮罩的順應層的外表面的圖型的遮罩圖型，使得聚合物在圖5A至5D所示的澆鑄過程期間被圖型化。同樣地，遮罩圓筒502的外表面可包含用於圓筒形遮罩的順應層的內表面的遮罩圖型。或者，圓筒502及504的表面可不具有任何圖型，並且聚合物的外表面可在順應層形成之後藉著各種不同的微影術方法而被圖型化。在圖5B中，液體聚合物或聚合物先質512被注入圓筒之間在澆鑄圓筒504的內表面與遮罩圓筒502的外表面之間的空間內。舉例而言，注入聚合物先質512可藉著將其澆注在總成506的頂部上而通過固定架、通過留在頂部板件508a的開口514、且至澆鑄圓筒的內部環繞遮罩圓筒的空間內而達成。在圖5C中，聚合物例如藉著對總成506施加UV輻射、溫度處理、或其他固化手段516而被固化。在圖5D中，澆鑄圓筒504從固化的聚合物518被移去，留下具有成為外部順應層的固化的聚合物518的圓筒形遮罩 520。如果未在製造過程中使用圖型化的圓筒，則圖5A至5D的製程可另外包含在移去澆鑄圓筒504之後，將外部順應層518的外表面圖型化成為具有所想要的遮罩圖型。
注意的是圖型應被形成在聚合物的表面上，較佳地在外表面上以用於接觸微影術，使得圓筒形遮罩可被用來將圖型轉移至基板上。在本發明的實施例中，聚合物的外表面可藉著各種不同的手段而被圖型化。在本發明的實施例中，遮罩圖型可在用液體聚合物充填鑄模之前被施加於澆鑄圓筒的內表面，使得遮罩圖型於聚合物在遮罩圓筒上的澆鑄期間被轉移至聚合物的外表面。在其他實施例中，聚合物的外表面可在澆鑄圓筒的移去之後被圖型化。不論所選擇的圖型化方法為何，都必須在形成遮罩圖型時小心避免拼接誤差(stitching error)，使得此圖型也是無接縫。因此，較佳的是本發明的實施例的圓筒形遮罩不只是包含無接縫的順應層，並且也在順應層的表面上包含無接縫的圖型。
注意的是根據本發明的實施例，將澆鑄圓筒的內表面或遮罩圓筒的外表面圖型化可藉著使用各種不同的技術而被實施。舉例而言，圓筒的內或外表面可藉著用較小的主遮罩對其逐次地轉印而被圖型化，如本敘述的章節III以及藉著參考而整個揭示結合於此的2012年5月2日申請的共同讓渡的同在審查中的申請案序號第61/641,650號(代理人案號RO-014-PR)中所敘述的。成為另一例子，圓筒表面可藉著使用包括奈米轉印微影術、 奈米接觸印刷、光微影術等的各種不同的已知技術中的任何一種而被圖型化。成為另一例子，圓筒表面可藉著使用陽極化(anodization)處理而被圖型化。此可例如藉著使用由鋁製成的澆鑄圓筒而達成。用於陽極化的鋁表面可替代性地例如藉著在圓筒的表面上沈積鋁層而被設置。屆時，奈米多孔表面可藉著使用陽極化處理而被產生在鋁表面上。成為另一例子，將內表面圖型化可藉著奈米粒子或奈米球的自我組合(self-assembly)而被實施。奈米粒子或奈米球可藉著使用浸漬(dipping)方法、噴塗(spraying)方法、或其他方法而從懸浮液(suspension)被沈積。在乾燥時，圓筒材料可藉著使用這些奈米粒子或奈米球成為蝕刻遮罩而被蝕刻，然後移去或蝕去此種蝕刻遮罩。
根據本發明的實施例，在澆鑄圓筒的移去之後的將圓筒形遮罩的外表面上聚合物圖型化可藉著使用各種不同的技術而被實施。舉例而言，聚合物的外表面可藉著用較小的主遮罩對其逐次地轉印而被圖型化，如本敘述的章節III以及上述的共同讓渡的同在審查中的申請案序號第61/641,650號(代理人案號RO-014-PR)中所敘述的。成為另一例子，聚合物的外表面可藉著使用包括奈米轉印微影術、奈米接觸印刷、光微影術、奈米球微影術、自我組合、干涉微影術、陽極鋁氧化(anodic aluminum oxidation)、及類似者的各種不同的已知技術中的任何一種而被圖型化。
也應注意的是圓筒形遮罩的順應層不限於單一聚合物層，而可包含具有不同性質的多個聚合物層。本發明的實施例可包含形成雙層聚合物以用於圓筒形遮罩的外部順應層。雙層聚合物的最外層可為與較軟質的最內側聚合物層相比具有較高的持久性(durability)的較硬質層，因而與只有軟質的聚合物層相比，可容許有較高解析度或較高縱橫比(aspect ratio)奈米結構的圖型化。澆鑄圓筒的內表面可用釋放塗層加以預處理，以便利澆鑄圓筒在製造結束時從最外側聚合物層被移去。形成雙層聚合物可能涉及將最外層的液體聚合物沈積在澆鑄圓筒的圖型化的內表面上。對於雙層聚合物，外表面可以用與單層緩衝(cushioning)材料相同的方式在澆鑄圓筒的移去之後被圖型化(而非將澆鑄圓筒的內側圖型化)。然後，硬質聚合物層可例如藉著溫度處理、UV輻射、或其他手段而被固化。在固化之後，此硬質聚合物層的內表面可承受表面處理，以促進對於另一較軟質的最內側聚合物層的黏著。表面處理可例如藉著電漿處理、電暈放電(corona discharge)、黏著塗層的沈積、或其他手段而被實施。然後，較軟質的最內側聚合物層可以用與以上對於單層聚合物所述者相同的方式被形成。也應注意的是多層狀的圓筒形遮罩可藉著逐次地重複此處所述的澆鑄處理以在先前製造的聚合物層的外表面上澆鑄新的聚合物層而被形成。在此情況中，每次在先前的澆鑄圓筒被移去之後，應使用更大的澆鑄圓筒，以在先前製造的聚合物層的外表面與新的 澆鑄圓筒的內表面之間留下用於新的聚合物層的空間。
在使用兩個或多於兩個的聚合物層的實施例中，想要的是覆蓋先前圖型的材料及先前圖型二者的光學指數(optical index)係指數匹配的(index matched)。並且，想要的是使用所得的遮罩的光微影術工具被建構成順應具有漸增的直徑的遮罩。
轉向圖6A至6I，圖中顯示根據本發明的實施例的用來形成具有雙層聚合物成為外部順應層的圓筒形遮罩的更為詳細的處理流程。舉例而言，製造具有為雙層聚合物的外部順應層的圓筒形遮罩可包含如圖6A所示的將澆鑄圓筒602的內表面圖型化。然後，圖型化的內表面可如圖6B所示用釋放塗層604加以處理，以便利後續的澆鑄圓筒從最外側聚合物層的外表面的釋放。在圖6C中，液體聚合物材料606被沈積在澆鑄圓筒的內表面上以形成多層狀的外部順應疊層的最外層。
聚合物可根據數種已知方法中的任何一種而被沈積。以舉例的方式而非以限制的方式而言，聚合物可藉著浸漬、超音波噴塗、微噴(microjet)或噴墨型配給(dispensing)、及可能的結合自旋(spinning)的浸漬而被沈積。
聚合物材料606可較佳地為較硬質的聚合物，例如Truong,T.T.等人的Soft Lithography Using AcryloxyPerfluoropolyether Composite Stamps.Langmuir 2007,23,(5),2898-2905中所述的h-PDMS，其揭示藉著 參考而結合於此。與用單一聚合物層成為圓筒形遮罩的外部疊層所能達成者相比，使用較持久的外層可容許有較高解析度或較高縱橫比奈米結構的圖型化。在圖6D中，外側聚合物層606藉著UV輻射、溫度處理、或其他的固化手段608a而被固化。在圖6E中，可在固化後例如藉著電漿處理、電暈放電、黏著塗層的沈積、或其他手段而對外側聚合物層606的內表面實施表面處理，以促進聚合物層之間的黏著。在圖6F中，在內表面上具有外側聚合物層606的澆鑄圓筒602藉著使用組裝裝置而圍繞遮罩圓筒610被組裝，其中組裝裝置具有藉著銷614而在圓筒602及610的相反端部上被固持在一起的板件612a及612b。在圖6G中，液體聚合物618藉著被澆注通過於裝置的頂部板件612a的孔或開口620而被注入至澆鑄圓筒內。液體聚合物618可相應於內側聚合物層，其可比外側聚合物層軟，並且液體聚合物618被注入於在澆鑄圓筒602的內表面與遮罩圓筒610的外表面之間的空間內，且更明確地說，是被注入於在外側聚合物層的內表面與遮罩圓筒610的外表面之間的空間內。在圖6H中，內側聚合物層618藉著對總成616施加可為UV輻射、熱、或其他手段的固化手段608b而被固化。在圖6I中，澆鑄圓筒602被移去，留下具有在遮罩圓筒610的外表面上的包含內側聚合物層618及外側聚合物層606的外部順應層的圓筒形遮罩622。圓筒形遮罩622具有相應於在圖6A的步驟中被施加於澆鑄圓筒602的內表面的遮罩圖型的圖型化外表面。
另外注意的是聚合物層的厚度可根據各種不同應用的特定要求而改變。聚合物層的厚度可較佳地(但是並非必須)在大約0.5mm(毫米)至5mm的範圍內。在雙層聚合物被使用的情況中，較軟質的最內層可相對地厚，例如在0.5mm至5mm的範圍內，而較硬質的最外側的圖型化層可相對地薄，例如在大約0.5μm(微米)至10μm的範圍內。
另外注意的是被用來製造圓筒形遮罩的聚合物可舉例而言為聚雙甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane(PDMS))材料，例如Dow Corning®的Sylgard®184、h-PDMS(「硬質(hard)」PDMS)、軟質PDMS凝膠(gel)等。在兩個聚合物層被使用的情況中，舉例而言，軟質的內側聚合物可為軟質PDMS凝膠，而外層可為Sylgard®184。成為另一例子，內層可為Sylgard®184，而外層可為h-PDMS。注意的是各種不同的其他彈性體及聚合物材料也可被用來製造圓筒形遮罩且均在本發明的範圍內。可被使用的其他可能的聚合物包括例如以硫醇酯為基礎的(mercapto-ester based)黏著劑(其中的數種可從紐澤西州的Norland products of Cranbury取得)的光學黏著劑、全氟聚醚(perfluoropolyether)、或其他可UV固化或可熱固化的聚合物。
也應注意的是在本發明的實施例中用來固化聚合物的手段可取決於被固化的聚合物的類型、所使用的圓筒材料、及其他因數。舉例而言，固化可用熱能、UV 輻射、或其他手段來實施。
另外注意的是在此技術領域中具有通常知識者可在不離開本發明的教示下思及對保持圓筒對準於定位的組裝裝置或方法的設計的各種不同的修改。
也應注意的是本發明可被用來形成用於各種不同的基板及裝置的各種不同的圖型。圖型可包含具有不同大小的尺寸的特徵，並且可較佳地包含微尺度或奈米尺度的特徵，且更佳的是具有奈米尺度的特徵。
本發明的實施例可與被稱為「滾動遮罩」奈米微影術的微影技術類型一起使用。「滾動遮罩」近場奈米微影術系統的例子在例如藉著參考而結合於此的共同讓渡的國際專利申請案公開第WO2009094009號中有所敘述。此種系統的例子顯示在圖7中。「滾動遮罩」可成為玻璃(例如石英)框架的形式，其中玻璃框架為容納有光源712的中空圓筒711的形狀。如上所述地形成在圓筒711的外表面上的彈性體膜713可具有根據要被形成在基板715上的所想要的圖型而製造的奈米圖型714。奈米圖型714可被設計成用以實施相移曝光，且在此情況中被製造成為奈米溝槽、支柱、或圓柱的陣列，且可包含任意形狀的特徵。
以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒711上的奈米圖型714可具有成為平行線的形式的特徵，其中平行線具有大約50奈米的線寬及大約200奈米或更大的節距。一般而言，線寬可在從大約1奈米至大約500 奈米的範圍內，而節距可在從大約10奈米至大約10微米的範圍內。雖然此處敘述奈米圖型714成為規律平行線的形式的例子，但是奈米圖型可替代性地為規律性地重複的二維圖型，具有規律性地間隔開及成為任意形狀的定點(spot)。另外，圖型特徵(線或任意形狀)可不規則地間隔開。
圓筒711上的奈米圖型714被帶至與光敏感性材料716接觸，例如塗覆在基板715上的光抗蝕劑。光敏感性材料716曝露於來自光源712的輻射，並且圓筒711上的奈米圖型714在奈米圖型接觸光敏感性材料的位置處被轉移至光敏感性材料716。基板715在圓筒旋轉時被平移，使得奈米圖型714維持與光敏感性材料接觸。取決於光敏感性材料的本質，曝露於輻射的圖型的部份可能會與輻射反應，使得該些部份成為可移去或不可移去。
舉例而言，如果光敏感性材料為被稱為正光阻(positive resist)的光抗蝕劑類型，則曝露於光的材料的部份成為對顯影劑(developer)有可溶性，並且未曝光的材料的部份維持對顯影劑不溶解。舉相反的例子而言，如果光敏感性材料為被稱為負光阻(negatvie resist)的光抗蝕劑類型，則曝露於光的材料的部份成為對顯影劑不溶解，並且材料的未曝光部份被光抗蝕劑溶解。
在本發明的某些實施例中，光敏感性材料716可藉著使基板經過圓筒711兩次或多於兩次而被曝光。對於充分地小的節距值及線寬值，從一個掃程(pass)所得 的曝光的線性圖型不太會彼此對齊。結果，來自一個掃程的線有可能最終成為在先前掃程所得的線之間。藉著小心地選擇節距、線寬、及掃程數，可於光敏感性材料716最終獲致具有比圓筒711上的圖型714中的線的節距小的節距的線圖型。
在將聚合物圖型化時，必須留意以避免圖型有拼接誤差。較佳地，本發明的實施例中的圓筒形遮罩的製造也涉及在無接縫的聚合物層上圖型化無接縫的圖型。此可在圓筒形遮罩被用來將基板可重複地圖型化時防止接縫被傳遞至基板，而這是因為外部順應層本身是無接縫的，以及因為順應層的表面上所含有的圖型也是無接縫的。
另外注意的是本發明的實施例可被應用來製造軸對稱但是並非圓筒形的滾動遮罩，例如截錐體(frusto-conical)形狀的遮罩。在此情況中，遮罩元件及鑄模元件可用藉著一或多個銷而被固持在一起的板件而被同軸地對準。當被同軸地組裝時，遮罩元件與鑄模元件的互相面對的表面可具有相似的形狀及相同的縱橫比，使得具有實質上均勻的厚度的空間被界定在二者之間。
II.使用犧牲組件的澆鑄
此章節II所揭示的方面包括使用犧牲澆鑄組件來製成可旋轉的遮罩的方法及裝置。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。根據此章節的方面的犧牲 澆鑄組件可以與圖型化的澆鑄組件一起使用以澆鑄用於可旋轉的遮罩的順應層，其可提供多種益處，包括可在不損壞圖型化的澆鑄組件的表面上的圖型之下保存圖型化的澆鑄組件以供未來使用。此章節的實施態樣還可能有各種不同的其他有利點。
另外應注意的是此章節II可適用於此處所敘述的其餘章節I及III至VI的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及使用同軸澆鑄組件及總成來製成可旋轉的遮罩的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節II所揭露的各種不同方面可容易地在此處所敘述的涉及使用同軸地組裝的組件來製造多層狀的可旋轉的遮罩的章節VI中被實施。
此處所揭示的方面敘述各種不同的圖型化組件總成及用圖型化組件總成來製造用於「滾動遮罩」微影術的近場光學微影術遮罩的方法。在滾動遮罩微影術中，圓筒形遮罩塗覆有聚合物，而聚合物被圖型化成具有所想要的特徵，以獲得用於相移微影術或電漿子印刷(plasmonic printing)的遮罩。被圖型化於聚合物的特徵可經由本案所述的圖型化組件組成的使用而被圖型化。圖型組件可包含尺寸在從大約1奈米至大約100微米的範圍內的圖型化特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約1微米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約500奈米的範圍內。圓筒形遮罩可被用來印刷尺寸在從大約1奈 米至大約1000奈米的範圍內的特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約500奈米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約200奈米的範圍內。
此處所揭示的第一方面敘述一種圓筒形主模總成，其包含具有第一直徑的圓筒形圖型化組件、及具有第二直徑的犧牲澆鑄組件。第二直徑可小於第一直徑。圖型化特徵可被形成在圓筒形圖型化組件的內表面上，並且犧牲澆鑄組件可被同軸地嵌入至圓柱形圖型化組件的內部。然後，聚合物材料可充填在圖型化組件與犧牲澆鑄組件之間的間隙以形成圓筒形遮罩。一旦聚合物已被固化，犧牲澆鑄組件就可被移去。根據本揭示的某些方面，可使犧牲澆鑄組件破裂以容許圓筒形遮罩被移去。另外，本揭示的某些方面也成為可使犧牲澆鑄組件變形以容許圓筒形遮罩被移去。
根據此處所揭示的另外方面，圓筒形主模組成可具有有第一直徑的圓筒形圖型化組件、及有第二直徑的犧牲澆鑄組件。第二直徑可大於第一直徑。圖型化組件可具有形成在其外表面上的圖型化特徵。圖型化組件可被同軸地嵌入至犧牲澆鑄組件內。然後，聚合物可充填在圖型化組件與犧牲澆鑄組件之間的間隙。一旦聚合物已固化，就可使犧牲澆鑄組件脫離，留下在圖型化組件上的圓筒形遮罩。然後，可將圓筒形遮罩從圖型化組件剝離。
根據另外的方面，圓筒形遮罩可包含具有內部半徑的圓筒形彈性體組件、及具有外部半徑的剛性透明 圓筒形組件。氣體保持件(gas retainer)可被建構用以將一容積的氣體(volume of gas)保持在彈性體組件的內表面與剛性透明圓筒形組件的外表面之間。彈性體組件具有主要表面，而奈米圖型形成於此主要表面。剛性透明圓筒形組件的外部半徑被定尺寸成可裝配在圓筒形彈性體組件內。
在一些實施態樣中，氣體保持件可包含兩個密封件。每一個密封件密封該容積的氣體的相應端部。此種密封件可成為O形環或防漏墊圈(gasket)的形式。
在一些實施態樣中，該容積的氣體可藉著被設置在彈性體組件的主要表面與剛性透明圓筒形組件的主要表面之間的氣囊(bladder)而被保持。
在一些實施態樣中，上面形成有奈米圖型的圓筒形彈性體組件的主要表面為圓筒形外表面。
作者早先已曾在藉著參考而結合於此的國際專利申請案公開第WO2009094009號中敘述一種「滾動遮罩」近場奈米微影術系統。實施例中的一個顯示在圖7中。「滾動遮罩」包含成為中空圓筒711的形狀的玻璃(例如熔融矽石)框架，其中中空圓筒711容納有光源712。貼合在圓筒711的外表面上的彈性體圓筒形滾動遮罩713具有根據所想要的圖型製造的奈米圖型714。滾動遮罩713被帶至與塗覆有輻射敏感性材料716的基板715接觸。
奈米圖型714可被設計成用以實施相移曝 光，且在此情況中被製造成為奈米溝槽、支柱、或圓柱的陣列，或是可包含任意形狀的特徵。或者，奈米圖型可被製造成用於電漿子印刷的奈米金屬島(nanometallic island)的陣列或圖型。在滾動遮罩上的奈米圖型可具有尺寸在從大約1奈米至大約100微米的範圍內的特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約1微米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約500奈米的範圍內。滾動遮罩可被用來印刷尺寸在從大約1奈米至大約1000奈米的範圍內的特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約500奈米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約200奈米的範圍內。
滾動遮罩713上的奈米圖型714可在使用圓筒形主模總成之下被製造。此處所揭示的方面敘述用來在滾動遮罩713上形成奈米圖型的圓筒形主模總成及方法。
圖8A為主模總成800的俯視圖。主模總成800包含圓筒形圖型化組件820及犧牲澆鑄組件830。圓筒形圖型化組件820可具有第一半徑R1，並且犧牲澆鑄組件830可具有第二半徑R2。根據此處所揭示的第一方面，R1可大於R2，以容許犧牲澆鑄組件830被同軸地嵌入至圓筒形圖型化組件820的內部，而在二者之間有空間840。
圖型化組件820可由對光輻射例如紅外、可見、及/或紫外波長為透明的材料製成。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒可為玻璃，例如熔融矽石。注 意的是熔融矽石通常被半導體製造業者稱為「石英」。雖然石英為常見的用語，但是「熔融矽石」為較佳的術語。在技術上，石英為晶狀(crystalline)，而熔融矽石為非晶狀(amorphous)。如可在圖8B中所見的，圖型化組件820的內表面可被圖型化成為具有將會被用來形成圓筒形遮罩713上的奈米圖型714的所想要的圖型825。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圖型825可在與此處所述的章節IV中及藉著參考而整個結合於此的2013年1月31日申請的名為「圓筒形主模及製造方法」的共同擁有的美國申請案序號第13/756,348號(代理人案號RO-018-US)中所敘述的光微影術技術一起使用結構化多孔遮罩或自組性單層((self-assembled monolayer(SAM))遮罩之下被形成。
犧牲澆鑄組件830應可在圓筒形滾動遮罩713已被固化之後在不損壞奈米圖型714的情況下被移去。根據本揭示的方面，犧牲澆鑄組件830可為由易於使其破裂的材料形成的薄壁圓筒。以舉例的方式而非以限制的方式而言，材料可為玻璃、糖(sugar)、或芳香族類碳氫化合物(aromatic hydrocarbon)樹脂，例如PiccotexTM、或芳香族類苯乙烯碳氫化合物(aromatic styrene hydrocarbon)樹脂，例如PiccolasticTM。PiccotexTM及PiccolasticTM為田納西州Kingsport的Eastman Chemical Company的商標。以舉例的方式而非以限制的方式而言，犧牲澆鑄組件830可為幾近1至10mm(毫米)厚，或是 在此範圍所涵蓋的任何厚度範圍內，例如2至4mm厚。圓筒形遮罩713的奈米圖型714並非位在犧牲澆鑄組件830的表面上，因此奈米圖型714在犧牲澆鑄組件的移去期間不易受損。根據此處所揭示的另外方面，犧牲澆鑄組件830可由可被不會傷害圖型化組件820或圓筒形遮罩713的溶劑所溶解的材料製成。舉例而言，合適的可溶解的材料可為以糖為基礎的材料，並且溶劑可為水。溶解犧牲澆鑄組件830而非使其破裂可對奈米圖型714提供額外的保護。
根據此處所揭示的另外方面，澆鑄組件830可為由可延展的(malleable)材料例如塑膠或鋁製成的薄壁密封圓筒。取代使犧牲澆鑄組件830破裂，密封的組件可藉著將空氣從圓筒的內部抽空以使組件崩陷而被移去。根據此處所揭示的另一方面，犧牲澆鑄組件830可為由彈性材料製成的氣動圓筒(pneumatic cylinder)。適合用於氣動圓筒的彈性材料的例子包括但是不限於塑膠、聚乙烯(polyethylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene(PTFE))，其中PTFE係以Teflon®的名稱販售，而Teflon®為德拉瓦州Wilmington的E.I.du Pont de Nemours and Company的註冊商標。在模製過程期間，犧牲澆鑄組件830可被充氣以膨脹形成圓筒，並且一旦圓筒形遮罩713已固化，澆鑄組件830就可被放氣，以在不損壞圓筒形遮罩之下被移去。在一些實施態樣中，此種氣動圓筒可根據例如其製造是否相對地不昂貴且易於清潔而被 重新使用或丟棄。
在圖9中，本揭示的方面描述可使用圓筒形主模總成800來形成圓筒形遮罩713的製程900。首先，在步驟960處，犧牲澆鑄組件830可被同軸地嵌入至圓筒形圖型化組件820內。然後，在步驟961處，在犧牲澆鑄組件830與圓筒形圖型化組件820之間的空間840被充填以液體先質，而此液體先質在固化時會形成彈性體材料。以舉例的方式而非以限制的方式而言，材料可為聚雙甲基矽氧烷(PDMS)。
其次，在步驟962處，液體先質被固化而形成將會作用成為圓筒形遮罩713的彈性體材料。舉例而言，固化過程可能需要曝露於光輻射。當犧牲澆鑄組件830對固化液體先質所需的輻射的波長為透明的時，輻射源可被同軸地放置在主模總成800內。或者，輻射源可被放置在主模總成800的外部，並且曝光可通過圓筒形圖型化組件820而被實施。一旦圓筒形遮罩713已固化，犧牲澆鑄組件830就可在步驟963處被移去。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄組件830可藉著破裂、溶解、放氣、或崩陷而被移去。
圖10A為根據本揭示的另外方面的圓筒形主模總成1000的俯視圖。如圖所示，圓筒形圖型化組件1020可具有第一半徑R1，並且犧牲澆鑄組件1030可具有大於R1的第二半徑R2。圓筒形主模總成1000是藉著將圓筒形圖型化組件1020同軸地嵌入至犧牲澆鑄組件1030的 內部而在二組件之間留有淨空空間1040而形成。
圖型化組件1020可由對光輻射例如紅外、可見、及/或紫外波長為透明的材料製成。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒可為玻璃，例如石英。如圖10B中的立體圖所示，圖型1025被形成在圓筒形圖型化組件1020的外表面上。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圖型1025可經由使用奈米微影術技術而形成，例如但是不限於電子束直接書寫(e-beam direct writing)、深紫外線(deep UV)微影術、奈米球(nanosphere)微影術、奈米轉印(nanoimprint)微影術、近場相移(near-field phase shift)微影術、及電漿子(plasmonic)微影術。
犧牲澆鑄組件1030可在圓筒形滾動遮罩1013已被固化之後在不損壞奈米圖型1014的情況下被移去。根據本揭示的方面，犧牲澆鑄組件1030可為由易於使其破裂的材料形成的薄壁圓筒。以舉例的方式而非以限制的方式而言，材料可為玻璃。圓筒形遮罩1013的奈米圖型1014並非位在犧牲澆鑄組件1030的表面上，因此奈米圖型1014在犧牲澆鑄組件的移去期間不易受損。根據此處所揭示的另外方面，犧牲澆鑄組件1030可由可被不會傷害圖型化組件1020或圓筒形遮罩1013的溶劑所溶解的材料製成。舉例而言，合適的可溶解的材料可為以糖為基礎的材料，並且溶劑可為水。溶解犧牲澆鑄組件1030而非使其破裂可對奈米圖型1014提供額外的保護。
在犧牲澆鑄組件1030已被移去之後，圓筒形遮罩1013如圖10C所示維持在圖型化組件1020上。為將圓筒形遮罩1013從圖型化組件1020移去，圓筒形遮罩1013可相對於本身被翻轉(peeled back)。從圖型化組件1020的一個端部開始，圓筒形遮罩於平行於圖型化組件1020的軸線的方向被向後拉而覆於其本身之上，使得形成有奈米圖型1014的內表面被顯露。圖10D顯示圓筒形遮罩1013在移去過程中已被部份地移去的情況。為了在移去過程期間折回至其本身上，圓筒形遮罩1013應相對地薄，例如4毫米厚或更薄。因此，第一半徑與第二半徑之間的差異應較佳地為4毫米或更小。一旦整個圓筒形遮罩1013已從圖型化組件1020被移去，圓筒形遮罩1013就會已經被完全翻轉成內外顛倒，因而如圖10E所示在外表面上顯露奈米圖型1014。
在圖11中，本揭示的方面描述可使用圓筒形主模總成1000來形成圓筒形遮罩1013的製程1100。首先，在步驟1160處，圓筒形圖型化組件1020被同軸地嵌入至犧牲澆鑄組件1030內。然後，在步驟1161處，在犧牲澆鑄組件1030與圓筒形圖型化組件1020之間的空間1040被充填以液體先質，而此液體先質在固化時會形成彈性體材料。以舉例的方式而非以限制的方式而言，材料可為聚雙甲基矽氧烷(PDMS)。
其次，在步驟1162處，液體先質被固化而形成將會作用成為圓筒形遮罩1013的彈性體材料。舉例而 言，固化過程可能需要曝露於光輻射。輻射源可被同軸地放置在主模總成1000內。或者，如果澆鑄組件1030對固化液體先質所需的輻射的波長為透明的，則輻射源可被放置在主模總成1000的外部，並且曝光可通過犧牲澆鑄組件1030而被實施。一旦圓筒形遮罩1013已固化，犧牲澆鑄組件1030就可在步驟1163處被移去。以舉例的方式而非以限制的方式而言，犧牲澆鑄組件1030可藉著破裂及/或溶解而被移去。最後，在步驟1164處，圓筒形遮罩於平行於圖型化組件1020的軸線的方向被向後拉而覆於其本身之上，使得形成有奈米圖型1014的內表面被顯露。
圖12A顯示根據此處所揭示的另外方面的圓筒形遮罩1200。圓筒形遮罩1200實質上相似於圖7所示的圓筒形遮罩，而附加有位在彈性體滾動遮罩1213與剛性中空圓筒1211之間的氣體保持件1218。以舉例的方式而非以限制的方式而言，彈性體滾動遮罩1213可具有圖型化表面1214，並且可以是用與在製程900或1100中所敘述者實質上相同的方式而被製成。剛性中空圓筒也可以對光輻射是透明的。以舉例的方式而非以限制的方式而言，中空圓筒可為玻璃，例如熔融矽石。光源1212可被放置在中空圓筒1211的內部。氣體保持件1218將一容積的氣體1217保持在圓筒1211的外表面與彈性體遮罩1213的內表面之間。氣體保持件1218可被加壓，以為彈性體滾動遮罩1213提供額外的可調的順應性來源。以舉例的方式而非以限制的方式而言，氣體保持件1218可藉 著一對密封件或藉著可充氣的氣囊而形成。
圖12B為沿圖12A中的線6-6所取的圓筒形滾動遮罩1201的剖面圖，其顯示此處所揭示的氣體保持件1218是由一對密封件1218S所形成的方面。每一個密封件1218S可為中空圓筒、環圈、或花托狀(torus-like)形狀，例如但是不限於O形環或防漏墊圈。密封件1218S可由合適的彈性體材料製成。屆時，彈性體遮罩1213可在每一個端部處藉著密封件1218S而與剛性中空圓筒1211間隔開。彈性體遮罩1213的內部半徑可被選擇成使得以彈性體遮罩1213的內表面、密封件1218S、及剛性中空圓筒1211的剛性外表面為界的該容積的氣體1217可被加壓。當該容積的氣體1217被加壓時，彈性體遮罩1213會藉著被保持在彈性體遮罩1213的內表面與圓筒1211的外表面之間的該容積的氣體1217的壓力而與剛性中空圓筒1211的外表面間隔開。圓筒1211可選擇性地包含被定尺寸及定形狀成用以接收密封件1218S且在該容積的氣體被加壓時便於扣持密封件1218S的溝槽。
圖12C為沿圖12A中的線6-6所取的圓筒形滾動遮罩1202的剖面圖，其顯示此處所揭示的氣體保持件1218是由氣囊1218B所形成的方面。氣囊1218B可為圓筒形的形狀且被定位在剛性中空圓筒1211與彈性體遮罩1213之間。當氣囊1218B內的該容積的氣體1217被加壓時，氣囊1218B將彈性體遮罩1213支撐在剛性中空圓筒1211的外表面的上方。
III.使用逐次的轉印來將較大面積的基板圖型化
此章節III所揭示的方面包括用來以較小面積的主遮罩(master mask)使用逐次轉印(successive imprinting scheme)將較大面積的主遮罩圖型化的方法及裝置。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。逐次轉印可被用來將用於各種不同目的之相對地大面積的基板圖型化，其可提供多種益處，包括可將印記之間的接縫的可見度或效應減至最小或消除。此章節的各種不同的其他有利點在閱讀此章節時會顯明。
另外應注意的是此章節III可適用於此處所敘述的其餘章節I、II、及IV至VI的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及圖型化組件的使用的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節III所揭露的各種不同方面可容易地在此處所敘述的涉及使用具有圖型的捲起的疊層(rolled laminate)來製成可旋轉的遮罩的章節V中被實施。
在本發明的實施例中，具有想要的圖型的小的主遮罩可被用來不昂貴地將大面積基板圖型化。小的主遮罩可使用聚合或固化的聚合物先質液體而被逐次地轉印至大面積基板上。印記的陣列是藉著逐次轉印方案而被形成，其中每一次的逐次轉印重疊先前轉印的一部份，使得不會有任何未被圖型化的間隙空間。以此方式，主遮罩的所想要的圖型被複製而產生在巨觀上連續的圖型，其尺寸 只會受到基板大小的限制。逐次轉印方案導致具有幾乎看不見主遮罩的個別印記或複製之間的邊界的圖型化層或結構化塗層的大面積基板。
在本發明的實施例中，將大面積基板圖型化的方法可包含以具有圖型的主遮罩來轉印基板，其中圖型具有比要被圖型化的基板面積小的面積。此方法可另外包含逐次地重複轉印過程，直到所想要的基板面積被圖型化。每一次的逐次轉印可包含沈積聚合物先質液體、對在主遮罩與基板之間的聚合物先質液體施壓、及聚合或固化聚合物先質液體，使得聚合物先質液體成為固體材料。
注意的是在本發明的實施例中，要被圖型化的基板可成為各種不同的形狀、尺寸、材料等，但是應概括地大於被用來逐次地轉印基板的主遮罩。主遮罩也可成為各種不同的形狀、尺寸、材料等，並且可具有成為各種不同形狀及尺寸的圖型，但是應概括地小於要被圖型化的基板。在本發明實施例中，要被圖型化的基板可具有各種不同的特性，且例如可為撓性、剛性、平坦、或曲線狀的基板。同樣地，主遮罩可具有各種不同的特性，且例如可為撓性或剛性遮罩。
在本發明的實施例中，所想要的圖型可包含具有各種不同的不同尺寸、形狀、及配置的特徵。可藉著根據應用的特性要求來使用具有各種不同特徵的圖型而給予基板各種不同的物理或其他性質。
轉向圖13A至13C，圖中顯示根據本發明的 實施例的主遮罩及用主遮罩來製造較大面積的基板的方法。
在圖13A中，顯示具有圖型1304的主遮罩1302，其中圖型1304可被用來藉著以主遮罩1302重複地轉印較大面積的基板而轉印至較大面積的基板。雖然圖13A所示的主遮罩1302具有圓形形狀，並且其圖型1304覆蓋遮罩的一矩形區域，但是應注意的是主遮罩1302及主圖型1304二者在本發明的實施例中均可成為各種不同的形狀及尺寸，並且主圖型1304可覆蓋主遮罩1302的全部或部份區域。主圖型1304應相應於所想要用於大面積基板的圖型，並且可根據各種不同應用的特定要求而改變。舉例而言，主圖型1304可包含如在許多結構化塗層應用中所使用的支柱的均勻陣列或孔的均勻陣列。注意的是在本發明的結構化塗層實施例中，支柱的陣列比孔的陣列為佳，因為實驗已經顯示支柱陣列主圖型導致在逐次的印記的邊界處有較低的接縫可見度。舉例而言，圖13D及13E提供藉著經由圓筒形遮罩的圖型曝露於UV光且將曝光的抗蝕劑顯影而形成於光抗蝕劑的支柱陣列的顯微照片。
圖13B顯示被用來轉印較大面積的基板1306的主遮罩1302。主遮罩1302可被用來重複地轉印基板1306的一部份，直到所想要的基板的區域被圖型化。以主遮罩1302的每一次的逐次轉印可重疊基板1306的先前轉印部份(印記)1308的一部份，並且留在基板1306上 的印記1308的圖型相應於主圖型1304。
圖13C顯示根據本發明的實施例的在逐次地重複轉印方案期間的個別印記。在圖13C中，可看見聚合物先質液體1310隨著液體在主遮罩1302與基板1306之間被壓而傳布。以舉例的方式而非以限制的方式而言，聚合物先質液體1310可為單體、聚合物、部份地交聯的聚合物、或以上所述者的任何混合物。根據本發明的實施例的如圖13A至13C所示的轉印方案應較佳地包含控制聚合物先質液體的傳布的方法，以將氣泡的存在減至最少、以充填主圖型的特徵、及防止液體流動至主遮罩上所含有的遮罩圖型的邊界的外部以及流動至先前固化的印記的敞露區域(open area)上。有各種不同的方法可被用來在每一次轉印的期間控制聚合物先質液體的傳布。在圖13C所示的例子中，控制聚合物先質液體1310的傳布包含沿著主遮罩1302與基板1306之間的接觸線1312保持連續的壓力線(line of pressure)。機械壓力可沿著接觸線1312被施加，以將聚合物先質液體1310朝向基板1306的敞露區域的傳布迫使於壓力的方向1314，且將液體1310保持在主圖型1304的邊界內。在一些實施例中，藉著使用撓性基板於基板1306可較佳地便利保持連續的壓力線，因為使用撓性基板可在主遮罩1302與基板1306之間產生被較為清楚地界定的接觸線1312。在其他實施例中，藉著使用撓性遮罩於主遮罩1302可便利保持連續的壓力線。在另一些其他的實施例中，藉著分別使用曲線狀的遮罩或 曲線狀的基板於遮罩1302或基板1306可便利保持連續的壓力線。在另一些其他的實施例中，聚合物先質液體1310的傳布可藉著其他的手段而被控制。
轉向圖14A至14G，圖中顯示根據本發明的實施例的將基板圖型化的方法的處理流程。在圖14A至14G中，主遮罩1402被用來將基板1404圖型化，並且主遮罩1402應比基板1404小。更明確地說，主遮罩1402的主圖型1406的面積應比基板1404上要被圖型化的面積小，並且主圖型1406應相應於較大面積的基板1404的所想要的圖型。主遮罩1402被用來藉著逐次地轉印基板1404直到基板1404被完全圖型化或至少直到基板1404的所想要的區域被圖型化而將基板圖型化。
在圖14A中，聚合物先質液體1408被沈積在基板1404上，並且聚合物先質液體1408相應於較大面積的基板1404的圖型化層或結構化塗層。注意的是聚合物先質液體1408可以用各種不同的方式而被沈積。舉例而言，在圖14A至14G所示的實施例中，聚合物先質液體1408對於每一次的逐次轉印被沈積在基板1404上成為分立的液滴(discrete drop)。在其他實施例中，聚合物先質液體1408可被沈積在主遮罩1402上。在另一些其他實施例中，聚合物先質液體1408可與在每次轉印之前成為分立的液滴相反地於整個圖型化過程被連續地沈積。注意的是用於聚合物先質液體1408的材料可根據各種不同應用的特性要求而改變。被沈積的聚合物先質液體1408的 量可根據各種不同應用的特定要求而改變，而這些特定要求包括例如所想要的料層的厚度、所想要的轉印區域的大小、及要被形成的所想要的圖型的特徵深度及節距。
在圖14B中，聚合物先質液體1408在主遮罩1402與基板1404之間被施壓，以將主圖型1406轉移至聚合物先質液體1408。如圖14B所示的對聚合物先質液體1408施壓較佳地應小心地且使用控制聚合物先質液體的傳布的方法來實施，以在轉印過程期間將氣泡減至最少、充填主圖型1406的特徵、及將聚合物先質液體1408保持在主圖型1406的區域內。控制聚合物先質液體的傳布可包含例如如圖13C所示且在以上所述的保持連續的壓力線。在圖14A至14G中，對在主遮罩1402與基板1404之間的聚合物先質液體1408施壓被顯示成為將主遮罩1402壓抵於基板1404，但是應注意的是本發明不限於此種實施例。在本發明的實施例中，對在主遮罩1402與基板1404之間的聚合物先質液體施壓可涉及將基板1404壓抵於主遮罩1402。在其他實施例中，對在主遮罩1402與基板1404之間的聚合物先質液體1408施壓可藉著其他的手段而被實施，例如藉著對主遮罩1402及基板1404二者同時施壓而使二者壓抵於彼此。
在圖14C中，使用固化手段1410來使圖型化的聚合物先質液體固化或聚合，其中固化手段1410可根據聚合物先質液體的本質而為UV輻射源、熱源、或其他等效的手段，而所述的本質更明確地說為聚合物先質液體 可據以固化或聚合的機制(mechanism)。在聚合物先質液體固化或聚合之後，主遮罩1402可被移去，且相繼的印記可被形成。
在圖14D中，藉著再次地沈積聚合物先質液體1408，相繼的印記可形成為重疊先前轉印及固化的部份1412的一部份。為將逐次的印記之間的邊界的可見度減至最小，聚合物先質液體的一部份應被沈積在基板1404的先前轉印的部份1412之在主圖型1406會與先前轉印的部份重疊的區域內的一部份上，如圖14D所示。
在圖14E中，聚合物先質液體1408再次地在主遮罩1402與基板1404之間被施壓，以將主圖型1406轉移至聚合物先質液體上且轉印基板1404的另一部份。應留意的是要控制聚合物先質液體1408的流動，及防止其流動至基板的先前固化的部份1412之超過主圖型1406的邊界的部份。
在圖14F中，再次地使用固化手段1410來使聚合物先質液體固化，而在固化之後，主遮罩1402可被移去，留下如圖14G所示的在基板1404上的較大的圖型化部份1412。此過程可被逐次地重複，直到基板1404被完全地圖型化，或直到基板1404的所想要的區域被圖型化。
在基板的每一個部份被轉印之後，基板1404的未圖型化區域可依所想要的藉著濕清潔或乾清潔處理而被清潔。舉例而言，濕清潔處理可包含使用化學品例如常 見的有機溶劑諸如丙酮(acetone)、粒子的物理性去除、及/或電漿清潔。未圖型化區域的選擇性清潔處理可能需要使用屏蔽遮罩(shadow mask)(未顯示)以防止圖型化區域的任何損壞。為防止圖型化區域的任何污染或損壞，圖型化區域可視情況而定地被用疏水性矽烷(hydrophobic silane)來選擇性地處理。換句話說，可使圖型化區域成為疏水性，並且使未圖型化區域成為親水性(hydrophilic)。舉例而言，清潔處理可包含(圖型化區域及未圖型化區域二者的)疏水性表面處理，接著以電漿處理未圖型化區域及圖型化區域會在下一次轉印期間被重疊的區域部份。
在另外的實施例中，成為西洋棋盤型圖型的圖型化及未圖型化區域被產生在基板上且被用疏水性矽烷加以處理。然後，基板被電漿處理，其中使用屏蔽遮罩以使得只有基板的未圖型化表面及新的印記要被重疊的表面才曝露於電漿。然後，在第二步驟中，基板的所有的未圖型化區域被轉印。
在圖15A至15C中，顯示根據此處所述的方法被轉印的各種不同的圖型化基板。注意的是本發明的實施例包含具有各種不同的不同形狀及尺寸的主遮罩及主圖型，並且逐次的印記可被配置成各種不同的不同陣列及配置態樣。同樣地，被用主遮罩圖型化的較大基板可為各種不同的形狀、尺寸等。
圖15A至15C所示的實施例顯示二維陣列及 配置態樣，但是應注意本發明不限於此種實施例。本發明的實施例可包含涉及由在轉印方案中的逐次印記構成的二維陣列、逐次印記構成的一維陣列、或逐次印記構成的其他配置態樣的各種轉印方案。然而，應注意的是二維陣列及配置態樣在本發明的一些實施例中較佳，因為其可將逐次印記之間的接縫的可見度減至最小。
在圖15A中，顯示被圖型化成具有由逐次的印記1504a構成的二維矩形陣列的基板1502a。基板1502a上的圖型可於巨觀位準(macro-level)為實質上連續且均勻的，因為在逐次的印記之間的邊界處的接縫線1506a的可見度極小。在本發明的各種不同應用中，接縫線的出現率(presence)對圖型化或結構化基板的所想要的功能性性質是從幾乎沒有到完全沒有任何作用。
在圖15B中，顯示根據本發明的實施例的具有由逐次的印記1504b構成的二維六角形陣列的基板1502b。
在圖15C中，所顯示的基板1502c具有由逐次的印記1504c構成的隨機化的(randomized)二維配置態樣，其中在逐次的印記之間產生隨機化的接縫線1506c。將印記隨機化在本發明的一些應用中可提供某些益處，並且接縫線1506c的可見度可藉著設置隨機化圖型而非規則性陣列而在巨觀位準上被減至最小。在圖15C中，所顯示的基板1502c根據本發明的一些實施例被從邊緣至邊緣完全圖型化，並且可被圖型化的表面面積大小只 受到所選用的基板的尺寸的限制。
應注意的是增加接縫線的量至某一極限可將此些接縫線的可見度減至最小，而同時使由被轉印至基板上的圖型或結構所產生的所想要的性質只會有極小或不會有任何的減除。舉例而言，在本發明的實施例的建築玻璃實施態樣中，奈米結構化塗層可藉著使用如此處所述的轉印方案而被施加，以在玻璃上提供抗反射性質。增加接縫線的數目可將接縫線於巨觀位準的可見度減至最小，而同時仍然提供藉由奈米結構所提供的所要求的抗反射性質。此與用非常高的成本藉著將整個大面積圖型化成具有單一均勻層而嘗試將接縫線減至最小的已知方法成為明顯的對比。
在本發明的實施例中，要被圖型化的基板可為各種不同的形狀及尺寸，但是應概括地大於被用來逐次地轉印基板的主遮罩。在一些實施例中，要被圖型化的基板可具有正方形形狀、矩形形狀、或其他形狀。在一些實施例中，基板可為平坦狀、曲線狀、或具有其他三維表面。在一些實施例中，基板可具有150mm×150mm的尺寸或更大。在一些實施例中，要被圖型化的基板可具有400mm×1000mm的尺寸且可更大。本發明的實施例也可包含具有比以上所述者小的面積的基板，但是深信本發明的實施例對於涉及較大面積的基板例如具有200cm2(平方公分)或更大的面積的基板的實施例具有特別的適用性。
在本發明的實施例中，主遮罩可為各種不同 的形狀及尺寸，且可具有各種不同形狀及尺寸的圖型，但是應概括地小於要被圖型化的基板區域。在一些實施例中，主遮罩可具有10mm至50mm的尺寸及100mm2至2500mm2的面積。在其他實施例中，主遮罩可具有在以上所述者的範圍外的尺寸及面積，但是注意的是較佳實施例包含具有10mm×10mm至50mm×50mm的尺寸的正方形遮罩。在一些實施例中，主遮罩可具有圓形形狀、矩形形狀、或其他形狀。在一些實施例中，主圖型可覆蓋主遮罩的整個表面或是主遮罩的表面的一部份。
在本發明的實施例中，所想要的圖型可包含各種不同的不同尺寸、形狀、及配置態樣的特徵。在一些實施例中，所想要的圖型可包含微尺度特徵、奈米尺度特徵、或其他尺度特徵。在一些實施例中，特徵可包含具有在100nm至400nm的範圍內的尺寸的特徵。在一些實施例中，特徵可成形為孔、支柱、或其他形狀。在一些實施例中，特徵可被配置成規則性陣列或隨機化陣列。
應注意的是圖式所顯示者主要係相關於平坦的基板及將平坦表面圖型化，但是本發明並不受此限制。本發明的實施例可被用來將具有各種不同的其他形狀的曲線狀表面或基板圖型化，但是是用與此處所述者相比較小面積的主遮罩來逐次地轉印此些表面。
應注意的是本發明的實施例可被用來將面積非常大的基板圖型化成具有有微尺度或奈米尺度的小特徵尺寸的圖型。更明確地說，本發明的實施例可被用來在大 表面區域上提供具有奈米尺度特徵尺寸的奈米結構化塗層。更明確地說，本發明的實施例可被用來提供具有例如支柱或孔的特徵陣列的奈米結構化塗層，其中特徵陣列具有1奈米(nm)至1000nm的特性尺寸(characteristic dimension(CD))、CD的1.1倍至CD的10倍的節距、及10nm至10000nm的深度。本發明的較佳實施例包含在50nm與400nm之間的CD、CD的2倍的節距、及在從100nm至1000nm的範圍內的深度。CD一般為特徵沿著垂直於深度的方向的尺寸。CD的例子包括圓形或幾近圓形的特徵的寬度或直徑。
在本發明的實施例中，主遮罩圖型可藉著各種不同的方法而產生。舉例而言，主遮罩可藉著電子束微影術、光微影術、干涉微影術、奈米球微影術、奈米轉印微影術、自我組合、陽極鋁氧化、或其他手段而被圖型化。
注意的是本發明的實施例中的基板可為各種不同類型的材料及各種不同類型的基板。舉例而言，基板可由塑膠膜、玻璃、半導體、金屬、其他平滑基板、或其他材料製成。
注意的是根據本發明的實施例被圖型化的基板包含用於各種不同的應用的表面。舉例而言，本發明的實施例可被用於太陽能面板、資訊顯示器、建築玻璃、及各種不同的其他應用。舉例而言，本發明的實施例可被用於奈米結構化的太陽能電池、光吸收增強層、抗反射塗 層、自我清潔(self-cleaning)塗層、用於太陽能電池及顯示器的TCO(透明導電層)、奈米結構化的溫差電池(thermoelectric cell)、低輻射玻璃(low-E glass)、防結冰(anti-icing)塗層、防光眩(anti-glare)塗層、高效率顯示器的濾色器(color filter)、FPD(平板顯示器)的線柵偏振器(wire grid polarizer)、LED(發光二極體)光線擷取層、奈米圖型化的磁性媒體(magnetic media)、奈米圖型化的濾水媒體(water filtration media)、藥物傳送(drug deliver)用的奈米粒子、超敏感的感測器、電池用的奈米電極、及其他應用。也應注意的是根據本發明的實施例的圖型化的基板可被使用成為本身被用來將其他的大表面例如以上所述者圖型化的大遮罩。
應注意的是均勻的圖型典型上被用在各種不同的結構化塗層應用中。雖然使用如此處所述的逐次轉印可能會在印記之間的邊界處產生不均勻性，但是被圖型化的整個區域可在巨觀上顯得連續，並且由圖型所賦予的所想要的性質不會受邊界的影響，或是受邊界的影響將會極小。
也應注意的是雖然本發明的實施例主要是相關於二維的印記陣列被敘述，但是本發明不受限於此種實施例。舉例而言，本發明的實施例可包含一維的印記陣列、及其他涉及只於一個維度重複的印記的轉印方案。但是，應注意的是於兩個維度重複的二維陣列及轉印方案較 佳，因為其將印記之間的邊界的可見度減至最小。
IV.將澆鑄組件的表面圖型化
此章節IV所揭示的方面包含用來將澆鑄組件的表面圖型化的方法及裝置，包括各種不同的曝光及磊晶(epitaxial)技術。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。根據此章節的方面的將澆鑄表面圖型化可以與用於可旋轉的遮罩的順應層的澆鑄製程一起使用，其可提供多種益處，包括可將可旋轉的遮罩的圖型中的任何接縫減至最少或消除。此章節的各種不同的其他有利點在閱讀此章節時會顯明。
另外應注意的是此章節IV可適用於此處所敘述的其餘章節I至III、V、及VI的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及圖型化澆鑄組件的使用的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節IV所揭露的各種不同方面可容易地被應用於此處所敘述的涉及使用圖型化澆鑄組件來形成多層狀的可旋轉的遮罩的章節VI的實施態樣。
此處所揭示的方面敘述模及製造模的方法，其可用於製造微影術遮罩，例如用於「滾動遮罩」微影術的近場光學微影術遮罩、或用於奈米轉印微影術的遮罩。在滾動遮罩微影術中，圓筒形遮罩被塗覆以聚合物，其被圖型化成具有所想要的特徵，以獲得用於相移微影術或電漿子印刷的遮罩。被圖型化至聚合物內的特徵可經由使用 本案中所敘述的模而被圖型化。模可包含從在光學上透明的圓筒(光學透明圓筒)的內表面突出的圖型化特徵。突出的特徵的尺寸可在從大約1奈米至大約100微米的範圍，較佳的是從大約10奈米至大約1微米，而更佳的是從大約50奈米至大約500奈米。遮罩可被用來印刷尺寸在從大約1奈米至大約1000奈米的範圍的特徵，較佳的是從大約10奈米至大約500奈米，而更佳的是從大約50奈米至大約200奈米。
此處所揭示的方面敘述可用多孔遮罩(porous mask)製成的模。結構化的多孔材料層可被沈積或生長在光學透明圓筒的內表面上。生長的多孔材料的一個例子為使用鋁層的陽極化所製造的多孔氧化鋁(陽極氧化鋁(anodized aluminum oxide(AAO)))。然後，圓筒的內部可被塗覆以輻射敏感性材料。輻射敏感性材料會充填在形成於結構化多孔材料的孔洞中。然後，輻射敏感性材料可藉著用光源將圓筒的外部曝光而被顯影。從外部曝光可在不固化剩餘的抗蝕劑之下容許已充填孔洞的輻射敏感性材料被固化。未固化的抗蝕劑及多孔遮罩材料可被移去，因而形成具有從其內表面突出的支柱的模。
根據此處所揭示的另外方面，磊晶層可被生長在圓筒的內表面上。然後，結構化的多孔材料可被沈積或是以其他方式形成在磊晶層上。然後，磊晶層可使用多孔層中的孔洞成為導件(guide)而生長。磊晶層可生長至大於結構化多孔層的厚度，或是結構化多孔層可被深蝕 刻(etch back)而留下磊晶支柱。根據此處所揭示的某些方面，磊晶材料可為半導體材料。磊晶支柱的每一個可被建構成為發光二極體(LED)。LED支柱可進一步被建構成可被個別地定址(individually addressable)，使得輻射可藉著個別支柱而被選擇性地產生。
根據此處所揭示的另外方面，模可以用奈米球的自組性單層(self-assembled monolayer)而形成。單層可被形成為覆於已被形成在圓筒的內表面上的輻射敏感性材料層之上。然後，輻射敏感性材料可藉著位於圓筒的內部的光源而被曝光。自組性單層在曝光期間遮蔽輻射敏感性材料的部份。然後，曝光的區域可藉著顯影劑而被移去。然後，藉著自組性單層而被屏蔽的輻射敏感性材料可被固化，以形成由玻璃狀物質製成的支柱。
根據此處所揭示的另外方面，所形成的奈米球的自組性單層可包含量子點(quantum dots)。量子點可被形成為覆於已被形成在圓筒的內表面上的輻射敏感性材料層之上。量子點可被用來將就在每一點正下方的輻射敏感性材料曝光。如此，不需要有外部光源。然後，顯影劑可移去輻射敏感性材料的未曝光部份。然後，輻射敏感性材料的曝光部份可被固化以形成玻璃狀物質。
根據此處所揭示的另外方面，奈米球的自組性單層可被形成在圓筒的外表面上，並且輻射敏感性材料可被形成在圓筒的內表面上。位在圓筒的外部的光源可被用來產生將輻射敏感性材料曝光的輻射。奈米球可遮蔽輻 射敏感性材料的部份以與輻射隔離。曝光的部份可用顯影劑來移去，因而留下支柱。支柱可被固化而產生玻璃狀材料。
根據本發明的另外實施例，自組性單層可包含量子點。量子點可被形成在圓筒的外表面上。量子點可被用來將已被形成在圓筒的內表面上的輻射敏感性材料的部份曝光。如此，不需要有外部光源。然後，顯影劑可移去輻射敏感性材料的未曝光部份。然後，輻射敏感性材料的曝光部份可被固化以形成玻璃狀物質。輻射敏感性材料係已被形成在圓筒的內表面上。
「滾動遮罩」近場奈米微影術系統在已藉著參考而結合於此的國際專利申請案公開第WO2009094009號中有所敘述。實施例之一被顯示在圖7中。「滾動遮罩」是由成為中空圓筒711的形狀的玻璃(例如熔融矽石)框架構成，其中中空圓筒711容納光源712。貼合在圓筒711的外表面上的彈性體膜713具有根據所想要的圖型而製造的奈米圖型714。滾動遮罩被帶至與塗覆有輻射敏感性材料716的基板715接觸。
奈米圖型714可被設計成用以實施相移曝光，且在此情況中被製造成為奈米溝槽、支柱、或圓柱的陣列，且可包含任意形狀的特徵。或者，奈米圖型可被製造成用於電漿子印刷的奈米金屬島的陣列或圖型。在滾動遮罩上的奈米圖型可具有尺寸在從大約1奈米至大約100微米的範圍內的特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約 1微米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約500奈米的範圍內。滾動遮罩可被用來印刷尺寸在從大約1奈米至大約1000奈米的範圍內的特徵，較佳的是在從大約10奈米至大約500奈米的範圍內，而更佳的是在從大約50奈米至大約200奈米的範圍內。
圓筒711上的奈米圖型714可在使用主模之下被製造。此處所揭示的方面敘述主模及用來形成主模的方法，其中主模具有會形成具有孔或凹陷的奈米圖型714的特徵。為於滾動遮罩形成孔或凹陷，主模可具有突出部，例如支柱。
圖16為根據此處所揭示的方面的主模1600的俯視圖。主模1600為具有外表面1621及內表面1622的中空圓筒1620。圓筒1620可由對處於可見及/或紫外波長的輻射為透明的材料製成。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒可為玻璃，例如熔融矽石。主模1600具有從內表面1622向外延伸的突出部1633。
圖17A至17G為沿圖16所示的線3-3所見的主模1600的剖面圖。每一個視圖顯示根據此處所揭示的方面的在主模1600的製造中所用的處理步驟。
圖17A顯示在結構化多孔層1730形成在圓筒1720的內表面上之後的主模。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒1720可由透明材料例如熔融矽石製成。注意的是熔融矽石通常被半導體製造業者稱為「石英」。雖然石英為常見的用語，但是「熔融矽石」為較佳 的術語。在技術上，石英為晶狀(crystalline)，而熔融矽石為非晶狀(amorphous)。結構化多孔層1730含有高密度的圓柱形的孔洞1729，而這些孔洞1729係定向成垂直於上面設置有結構化多孔層的表面。孔洞1729的尺寸及密度可在任何適合於例如以上相關於圖16所討論者的遮罩圖型的所想要的特徵的範圍內。以舉例的方式而非以限制的方式而言，奈米結構化多孔層1730可為已被形成在圓筒1720的內表面1722上的陽極氧化鋁(AAO)層。AAO為含有高密度的圓柱形孔洞的自我組織的(self-organized)奈米結構化材料，其中孔洞係定向成垂直於上面設置有AAO層的表面。AAO可藉著沈積鋁層在由熔融矽石製成的圓筒1720的內表面1722上且然後將鋁層陽極化而形成。或者，圓筒1720可完全由鋁製成，然後此種圓筒的內表面或外表面可被陽極化以形成多孔表面。將鋁層陽極化可藉著在鋁層作用成為正極(陽極)的情況下使電流通過電解質(通常為酸)而被實施。
在替代性的實施態樣中，奈米結構化多孔層可使用自組性單層或藉著直接書寫技術例如雷射剝蝕(laser ablation)或離子束(ion beam)微影術而被製造。
如圖17A所示，孔洞1729可能並不穿透結構化多孔層1730的整個深度。如果孔洞1729並不向下延伸通過結構化多孔層1730而至圓筒的內表面1722，則結構化多孔層的材料可以用蝕刻處理而被深蝕刻(etch back)。如果蝕刻處理為各向同性的(isotropic)，則孔洞1729的原始尺寸必須形成為小至足以計及蝕刻處理期間的增長。舉例而言，如果孔洞的所想要的最終直徑為300nm，且孔洞1729的原始直徑為50nm，則各向同性的蝕刻必須移去125nm的多孔材料，以將孔洞1729的直徑擴大至300nm。另外，如果蝕刻處理為各向同性的，則只有125nm的材料可從孔洞的底部被移去，以使孔洞延伸至圓筒的內表面1722。如果更多的材料必須被移去以到達內表面1722，則孔洞1729的直徑可成為比所想要的大。圖17B顯示完全延伸通過奈米結構化多孔層1730的擴大的孔洞1729。
在孔洞1729已被蝕刻至正確的尺寸及深度之後，輻射敏感性材料1731可被沈積覆於奈米結構化多孔層1730及內表面1722的曝露部份之上，如圖17C所示。以舉例的方式而非以限制的方式而言，輻射敏感性材料1731可藉著浸漬、噴塗、滾製(rolling)、或以上所述者的任何組合而被沈積。以舉例的方式而非以限制的方式而言，輻射敏感性材料1731可為光抗蝕劑或可UV固化的聚合物。合適的光抗蝕劑的例子包括商業上可取得的配方，例如來自Dow Chemical Co.的TOK iP4300或Shipley 1800。合適的可UV固化的材料的例子包括用於聚合物及玻璃的可UV聚合的黏著劑。另外，輻射敏感性材料1731含有可使材料在已固化之後被退火(annealed)以產生玻璃狀材料的矽及其他成分。可被用來幫助形成玻璃狀材料 的其他成分包括氧及矽。輻射敏感性材料1731可為固體膜，或是其可為液體層，只要其不會在曝光期間過度地流動。
其次，圖17D顯示孔洞1729中的固化的材料1732。輻射敏感性材料1731是藉著曝露於來自輻射源(未顯示)的輻射1723而被固化。以舉例的方式而非以限制的方式而言，輻射1723可由產生紫外光的輻射源產生，或是輻射1723可由產生在可見光譜中的光的輻射源產生。輻射源可位在圓筒的外部且可發射通過圓筒1720的壁部的輻射1723。通過圓筒1720的光照限制對沈積在AAO孔洞1729中的材料1731的曝光。另外，曝光使材料1731固化至約略為曝光波長的兩倍的深度。舉例而言，當紫外波長被用來固化時，固化的材料1732可具有幾近600nm的厚度。輻射敏感性材料1731的固化敏感度必須充分地高，以容許孔洞1729內部的輻射敏感性材料可在孔洞1729上方的材料1731固化之前被固化。並且，孔洞1729的深度可大於固化的材料1732的突出厚度，以防止就在孔洞1729的正上方的輻射敏感性材料1731的曝光。
圖17E顯示在過量的輻射敏感性材料於固化的材料1732形成之後已被移去之後的主模1700。剩餘的未曝光的輻射敏感性材料1721可以用顯影劑或其他溶劑而被移去。然後，如圖17F所示，固化的材料1732被退火，以形成玻璃狀材料1733。最後，一旦退火完成， AAO層1730就可以用濕蝕刻處理而被選擇性地蝕去。圖17G顯示主模1700的最終結構。玻璃狀材料1733從圓筒1720的內表面1722突出。
根據此處所揭示的另外方面，突出部可經由磊晶生長製程而形成。圖18A為主模1800的俯視圖。主模1800為具有外表面1821及內表面1822的中空圓筒1820。圓筒1820可由對處於可見及/或紫外波長的輻射為透明的材料製成。以舉例的方式而非以限制的方式而言，圓筒可為玻璃，例如熔融矽石。磊晶晶種層(seed layer)1824可被形成在內表面1822上。以舉例的方式而非以限制的方式而言，磊晶晶種層1824可為半導體材料，例如矽或砷化鎵(GaAs)。主模1800具有從磊晶晶種層1824向外延伸的突出部1833。突出部可為與磊晶晶種層1824相同的材料。圖18B至18D為沿圖18A中的線4-4所取的主模1800的剖面圖。
圖18B顯示被沈積覆於磊晶晶種層1824之上的結構化多孔層1830。如圖18B所示，孔洞1829可能並不穿透結構化多孔層1830的整個深度。
當孔洞1829並不向下延伸通過結構化多孔層1830而至磊晶晶種層1824時，結構化多孔層的材料可以用蝕刻處理而被深蝕刻。如果蝕刻處理為各向同性的，則孔洞1829的原始尺寸必須形成為小至足以計及蝕刻處理期間的增長。舉例而言，如果孔洞的所想要的最終直徑為300nm，且孔洞1829的原始直徑為50nm，則各向同性的 蝕刻必須移去125nm的多孔材料，以將孔洞1829的直徑擴大至300nm。另外，如果蝕刻劑為各向同性的蝕刻劑，則只有125nm的材料可從孔洞的底部被移去，以使孔洞延伸至磊晶晶種層1824。如果更多的材料必須被移去以到達磊晶晶種層1824，則孔洞1829的直徑可成為比所想要的大。圖18C顯示完全延伸通過結構化多孔層1830的擴大的孔洞1829。
一旦孔洞1829已被完成，就可以用磊晶生長製程來形成突出部1833，其中磊晶生長製程例如為但是不限於氣相磊晶術(vapor-phase epitaxy(VPE))。突出部1833的生長是藉著結構化多孔層1830中的孔洞1829而被引導。突出部1833可被生長至容許突出部1833突出超過結構化多孔層1830的高度。但是，如果結構化多孔層1830後續會被深蝕刻以曝露突出部1833，則突出部1833可比結構化多孔層1830矮。
根據此處所揭示的方面，經由半導體材料的磊晶生長而形成的突出部1833可進一步被建構成LED(發光二極體)。突出部1833的每一個可被個別地定址，使得每一個可被控制來依所想要的發射光。此對於使用成為主模是有益的，因為如此模製過程不再需要外部的光源。突出部1833可作用成為實體模(physical mold)，且可被用來將正被模製的光罩也同時固化。另外，可控制個別突出部的能力容許單一主模可藉著選擇哪些突出部會將光罩的材料也固化而被使用來形成多個不同 的圖型。
根據此處所揭示的另外方面，自組性單層可被使用成為遮罩來將主模1900的突出部1933圖型化。圖19A至19C為在模的製造期間於不同的處理步驟處的主模1900的剖面圖。圖19A顯示被形成覆於在圓筒1920的內表面1922上的輻射敏感性材料1931之上的自組性單層(self-assembled monolayer(SAM))1940。以舉例的方式而非以限制的方式而言，SAM1940可由金屬奈米球或量子點形成。以舉例的方式而非以限制的方式而言，輻射敏感性材料1931可為光抗蝕劑或可UV固化的聚合物。另外，輻射敏感性材料1931含有可使材料被退火以產生玻璃狀材料的矽及其他成分。
其次，在圖19B中，輻射敏感性材料1931被從來自輻射源(未顯示)的輻射1923曝光。如果SAM1940包含金屬奈米球，則例如電漿子微影術可被使用。金屬奈米球可被使用成為電漿子遮罩觸角(plasmonic mask antennae)。曝露於輻射的輻射敏感性材料1931的部份可成為對被用來將輻射敏感性材料顯影的顯影劑溶劑有可溶性。輻射敏感性材料的未曝光部份1932可維持對顯影劑溶劑不溶解。注意的是此處所揭示的替代性方面包含使用反相處理(reverse tone process)，其中曝露於輻射的輻射敏感性材料1931的部份成為對顯影劑不溶解，並且輻射敏感性材料的未曝光部份維持對顯影劑有可溶性。此處所揭示的SAM1940包含 量子點的替代性方面可不需要有另外的光源來將輻射敏感性材料1931曝光。如圖19B’所示，SAM1940中的量子點可被活化(activated)以將輻射敏感性材料1931曝光。當曝光是藉著量子點來實施時，輻射敏感性材料可藉著曝光而被固化。因此，輻射敏感性材料1931的未曝光部份可藉著顯影劑而被移去。最後，在圖19C中，突出部1933被退火，以將固化的輻射敏感性材料1932轉換成玻璃狀材料。
此處所揭示的替代性方面包含遮罩本身是以發光二極體(LED)製成的實施態樣。此種遮罩可例如使用聚合物遮罩而被實施，其中此聚合物遮罩具有比想要被印刷的特徵小的孔的陣列，而相應的LED層位於其上方。特定的LED子集(subset)可被打開以界定要被印刷的圖型。
根據此處所揭示的另外方面，SAM2040可如圖20A所示被形成在圓筒2020的外表面2021上。SAM2040可實質上類似於SAM1940。SAM2040的形成在外表面上容許被用來曝光的光可如圖20B所示係源自圓筒2020的外部。在圖20B中，輻射敏感性材料2031可以用由位在圓筒2020的外部的輻射源(未顯示)所發射的輻射2023而被曝光。或者，如果SAM2040包含量子點，則產生輻射2023的輻射源可被省略，並且如圖23B’所示，量子點可取而代之地被用來將輻射敏感性材料2031曝光。最後，圖20C顯示未曝光的輻射敏感性材料被移去， 且突出部2033被退火而形成玻璃狀材料。
V.使用捲起的疊層以形成可旋轉的遮罩
此章節V所揭示的方面包含使用捲起的疊層(rolled laminate)以形成可旋轉的遮罩的方法及裝置。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。根據此章節的方面的形成可旋轉的遮罩可被用來形成用於可旋轉的遮罩的順應層，其可提供多種益處，包括可將疊層的邊緣會合之處的任何接縫減至最少或消除。此章節的實施態樣可有各種不同的其他有利點。
另外應注意的是此章節V可適用於此處所敘述的其餘章節I至IV及VI的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及被捲在可旋轉的基板的外表面上的順應層的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節V所揭露的各種不同方面可容易地被應用於此處所敘述的涉及使用同軸總成以形成順應層的章節I的實施態樣。
顯示根據此處所揭示的各種不同方面的用來製造自存的(free standing)聚合物遮罩的方法2100的處理流程被顯示在圖21A至21G中。圖21A至21G的處理流程中的各種不同步驟可根據以上所述的用來形成自存的聚合物遮罩的各種不同方面而被實施。
方法2100可包含首先製成圖型化的主模/遮罩2112(在此處被交替地稱為第一主遮罩或「副主 (submaster)」遮罩，因為其可為被用來將用於後續製程的主要的可旋轉的遮罩圖型化的遮罩)，如圖21A及21B所示。圖型化的副主遮罩可藉著將基板2105圖型化以在副主遮罩2112上產生圖型2110而被產生。將副主遮罩圖型化可以用各種不同的方式來達成。在一些實施態樣中，將基板圖型化以產生副主遮罩涉及根據此處所敘述的章節III所揭露的各種不同方面的以較小的遮罩逐次地重疊基板2105上的固化的印記，以產生用於副主遮罩的準無接縫(quasi-seamless)的圖型2110。在另外的實施態樣中，副主遮罩可使用各種不同的已知技術中的任一種而被圖型化，例如奈米轉印微影術、奈米接觸印刷、光微影術等。
方法2100可另外包含將彈性體材料2115(在此處被交替地稱為聚合物先質液體或液體聚合物先質)例如聚雙甲基矽氧烷(PDMS)澆鑄在副主遮罩2112的圖型化區域上，如圖21C所示。澆鑄彈性體材料2115可包含將聚合物先質液體沈積在副主遮罩上、及固化聚合物先質液體以產生固化的聚合物。因此，副主遮罩2112的圖型的各方面可被轉移至彈性體材料2115而在固化時形成圖型化的聚合物遮罩。彈性體材料2115可被澆鑄成使得圖型化的副主遮罩2112的一狹條部份2120上不具有被澆鑄的彈性體材料2115。在一些實施態樣中，此可藉著在澆鑄的材料2115固化之後移去或截斷澆鑄的材料2115的一狹條部份而達成。在另外的實施態樣中，此可藉著只是不 將彈性體材料澆鑄或不將聚合物先質液體沈積在圖型化的副主遮罩的一部份上而達成。在另外的實施態樣中，此可藉著以上所述者的某一組合而達成。圖型化的副主遮罩2112的未被澆鑄的狹條部份2120可位在副主遮罩的端部處，以使其可在疊層被捲在澆鑄組件的內部時與疊層的相反端部重疊。
其次，如圖21D所示，狹條部份2125可從藉著先前的步驟而產生的疊層的副主遮罩被移去，使得固化的聚合物2115的失去(missing)的狹條部份2120與圖型化的副主遮罩2112的失去的狹條部份2125係相對於彼此位於交錯的(staggered)位置處。從圖型化的副主遮罩被移去的狹條部份2125可相對於固化的聚合物的失去的狹條部份2120位在疊層的相反端部處，因而使疊層可在這些狹條部份彼此重疊的情況下被捲起。在一些實施態樣中，圖型化的副主遮罩2112的狹條部份2125可在移去澆鑄的彈性體材料的狹條部份2120之前被移去。
然後，如圖21E所示，副主遮罩2112與澆鑄的聚合物2115的疊層可被捲起且被放置在澆鑄圓筒2130內，其中副主遮罩2112的基板2105的未被圖型化的表面與澆鑄圓筒2130的內表面接觸。因此，疊層的外表面在疊層被捲起時可相鄰於澆鑄圓筒2130的內表面。在一些實施態樣中，疊層被捲起而置入的澆鑄圓筒2130為犧牲澆鑄組件，並且利用此處所敘述的章節II所揭露的各種不同方面。
取代將疊層在犧牲澆鑄圓筒2130的內部捲成使得基板2105的未被圖型化的表面與澆鑄圓筒2130的內表面接觸，在一些實施態樣中，疊層被捲繞犧牲澆鑄圓筒，以根據此處所敘述的章節II所揭露的各種不同方面使得副主遮罩的基板的未被圖型化的表面係與犧牲澆鑄圓筒的外表面接觸。
間隙2120可沿著圓筒的長度形成於聚合物遮罩2115，且間隙2120可相應於被移去/未澆鑄的彈性體材料2115的狹條部份2120。在聚合物遮罩2115的下方的副主模(submaster mold)2112的圖型化部份可從間隙2120曝露且延伸橫越間隙2120。疊層的被移去/失去的狹條部份的交錯位置可使疊層可被捲成使得間隙2120曝露於副主遮罩2112的圖型化部份，但是由於重疊的部份而不會有另一接縫形成在捲起的疊層的相反端部之間的邊界處。
然後，如圖21F所示，間隙2120可以用更多的液體彈性體材料(亦即更多的聚合物先質液體)而被充填，以充填固化的聚合物2115中的間隙2120。如此，副主模2112上的圖型可在固化時被轉移至添加的彈性體材料，以因而充填在接縫中且形成實質上無接縫的聚合物遮罩圖型。在一些實施態樣中，充填間隙可使用章節I所揭露的各種不同方面。舉例而言，在一些實施態樣中，同軸圓筒可使用可使液體聚合物先質被澆注至間隙內的組裝裝置而被組裝。
在固化之後，澆鑄圓筒2130可從間隙2120已被充填的副主模2112與聚合物遮罩2115的疊層被移去。聚合物遮罩2115也可從副主模2112被分離，以產生在外表面上具有實質上無接縫的圖型2140的自存的聚合物遮罩，如圖21F所示。
在一些實施態樣中，澆鑄的彈性體材料為具有在從大約1mm至大約3mm的範圍內的厚度的PDMS，以因而產生具有1mm至3mm厚的順應層的圓筒形遮罩。
在一些實施態樣中，副主模可具有PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜基板，並且圖型可使用UV固化的聚合物而形成在PET膜基板上。
此處所揭示的一些實施態樣可包含自存的聚合物遮罩及其製造方法。
在一些實施態樣中，方法包含首先製成圖型化的主模(圖型化的主模可在此處被替代性地稱為主遮罩)。其次，彈性體材料例如聚雙甲基矽氧烷(PDMS)被澆鑄在主模的圖型化區域上，以在固化時形成圖型化的聚合物遮罩(彈性體材料可在此處被替代性地稱為聚合物、預聚合物(pre-polymer)、聚合物先質、或聚合物先質液體)。聚合物遮罩被建構成在主遮罩模的端部處具有失去的部份，其中聚合物遮罩的端部的一部份可被截斷，或是彈性體材料可不被澆鑄在主模的端部處的一狹條部份上。然後，遮罩模與聚合物遮罩的疊層被捲起及放置於澆鑄圓筒內，使得主模的基板與澆鑄圓筒接觸。間隙沿著圓 筒的長度形成於聚合物遮罩，其中間隙相應於固化的聚合物遮罩的失去的部份，並且在聚合物遮罩下方的主模從間隙曝露且延伸橫越間隙。然後，間隙被充填以額外的液體彈性體材料。如此，主模上的圖型在固化時被轉移至添加的彈性體材料，因而充填於聚合物遮罩圖型中的接縫內。在固化之後，主模與聚合物遮罩的疊層可從澆鑄圓筒被移去，且聚合物遮罩又可從主模被分離，因而產生自存的聚合物遮罩。
圖22A為根據此處所揭示的各種不同方面的可被用來形成聚合物遮罩的圓筒形主模總成2230的俯視圖。圓筒形主模總成2230包含澆鑄圓筒2232、主模2234、及具有沿著圓筒的長度的間隙2237的圖型化的聚合物遮罩2236。圖22B為圖22A所示的圓筒形主模總成的立體圖。
圖型化的聚合物遮罩2236可以用各種不同的方式而被圖型化成具有遮罩圖型。在一個例子中，主模的內表面可含有遮罩圖型，使得此圖型被轉移至聚合物遮罩的外表面。成為另一例子，聚合物遮罩可在後續製造步驟及移去澆鑄圓筒之後藉著使用各種不同的微影術方法以將聚合物的外表面圖型化而被圖型化。成為另一例子，圖型也可藉著以上所述者的某一組合而被圖型化。
一旦主模2234的基板被圖型化，彈性體材料就可被澆鑄在主模2234的圖型化區域上。在一些實施態樣中，彈性體材料可為聚雙甲基矽氧烷(PDMS)，例如 Dow CorningTM的Sylgard 184、h-PDMS(硬質PDMS)、軟質PDMS凝膠等。彈性體材料可根據若干已知方法中的任一種而被沈積。以舉例的方式而非以限制的方式而言，彈性體材料可藉著浸漬、超音波噴塗、微噴(microjet)或噴墨型配給、及可能的結合自旋的浸漬而被沈積。在固化處理之後，聚合物例如PDMS被固化而在主模2234上形成圖型化的聚合物遮罩2236。固化聚合物可根據被固化的聚合物的類型及其他因數。舉例而言，固化可用熱能、UV輻射、或其他手段來實施。
主模2234與聚合物遮罩2236的疊層被捲起且被同軸地嵌入至澆鑄圓筒2232內，使得主模2234的基板與澆鑄圓筒2232接觸(亦即，疊層的外表面相鄰於澆鑄圓筒的內表面)。因為聚合物遮罩2236的一個端部的一部份已失去，所以間隙2237沿著圓筒2232的長度形成於聚合物遮罩，並且在下方的主模從間隙曝露且延伸橫越間隙。主模2234(亦即圖型化的基板)的狹條部份2239也可在相對於間隙2237交錯的位置處從疊層被移去，使得疊層可在不具有接縫的情況下被捲在圓筒2232的內部。疊層的失去的狹條部份2237，2239可位在疊層的相反端部處，以容許疊層可在疊層的端部彼此重疊的情況下被捲起，如圖22A及22B所示。
澆鑄圓筒2232應可在此處所揭示的圓筒形主模總成形成之後被移去。根據此處所揭示的方面，澆鑄圓筒2232可為由易於使其破裂的材料形成的薄壁圓筒。以 舉例的方式而非以限制的方式而言，材料可為玻璃、糖、或芳香族類碳氫化合物樹脂，例如PiccotexTM、或芳香族類苯乙烯碳氫化合物樹脂，例如PiccolasticTM。PiccotexTM及PiccolasticTM為田納西州Kingsport的Eastman Chemical Company的商標。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒2232可為幾近1mm至10mm厚，或是在此範圍所涵蓋的任何厚度範圍內，例如2mm至4mm厚。如圖22A所示，聚合物遮罩2236並不與澆鑄圓筒2232接觸，因此聚合物遮罩上的奈米圖型被保護而在移去期間不會受損。根據此處所揭示的另外方面，澆鑄圓筒2232可由可被不會傷害聚合物遮罩2236的溶劑所溶解的材料製成。舉例而言，合適的可溶解的材料可為以糖為基礎的材料，並且溶劑可為水。溶解澆鑄圓筒2232而非使其破裂可對奈米圖型提供額外的保護。
根據此處所揭示的另外方面，澆鑄圓筒2232可為由可延展的材料例如塑膠或鋁製成的薄壁密封圓筒。取代使犧牲澆鑄圓筒2232破裂，密封的組件可藉著將空氣從圓筒的內部抽空以使組件崩陷而被移去。根據此處所揭示的另一方面，澆鑄圓筒2232可為由彈性材料製成的氣動(pneumatic)圓筒。適合用於氣動圓筒的彈性材料的例子包括但是不限於塑膠、聚乙烯(polyethylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene(PTFE))，其中PTFE係以Teflon®的名稱販售，而Teflon®為德拉瓦州Wilmington的E.I.du Pont de Nemours and Company的註 冊商標。在模製過程期間，澆鑄圓筒2232可被充氣以膨脹形成圓筒，並且一旦聚合物遮罩2236已固化，澆鑄圓筒2232就可被放氣，以在不損壞聚合物遮罩之下被移去。在一些實施態樣中，此種氣動圓筒可根據例如其製造是否相對地不昂貴且易於清潔而被重新使用或丟棄。
其次，沿著圓筒的長度於聚合物遮罩2236的間隙2237被充填以聚合物，例如液體PDMS。在固化處理期間，主模2234上的圖型被轉移至添加的聚合物。如此，可形成圖22A及22B的圓筒形主模總成2230。
固化液體聚合物可涉及施加UV輻射、熱、或其他手段。成為施加輻射的例子，輻射源可同軸地位在主模總成2230內。或者，當澆鑄圓筒2232及主模2234對固化液體聚合物所需的輻射的波長為透明的時，輻射源可位在主模總成2230的外部，並且曝光可通過澆鑄圓筒2232及主模2234而被實施。
然後，主模2234與圖型化的聚合物遮罩2236的疊層可從澆鑄圓筒2232被移去。移去澆鑄圓筒可以用各種不同的方式來實施。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒2232可藉著破裂、溶解、放氣、或崩陷而被移去。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可藉著使用鋸子、雷射、濕或乾蝕刻、或其他手段而被切割。在切割澆鑄圓筒時，必須留意不損壞在下方的層/遮罩。如果使用雷射來切割澆鑄圓筒，則可在澆鑄圓筒的內表面上沈積特殊料層以作用成為蝕刻停止層，並且此料 層應對被用來切割澆鑄圓筒材料的光具有反射性。切割可藉著使用一或多個切割線(cut line)而被實施，以較易於後續將澆鑄圓筒從疊層剝離。一旦澆鑄圓筒被切割，澆鑄圓筒就可從疊層被機械式地剝離。以舉例的方式而非以限制的方式而言，澆鑄圓筒可藉著使用不會將其內的主模及聚合物遮罩也蝕去的蝕刻化學品而被化學性地蝕去。澆鑄圓筒也可藉著其他的手段而被移去，並且此些其他的移去手段也在本發明的範圍內。在一些實施態樣中，澆鑄圓筒2232為根據此處所敘述的章節II的各種不同方面的犧牲澆鑄組件。
其次，聚合物遮罩2236可例如藉著將其剝離而從主模2234分離，導致具有1mm至3mm的厚度的自存的PDMS遮罩。
此處所揭示的方面包含可使用圓筒形主模總成2230來形成自存的聚合物遮罩的製程2300。顯示包含以上所揭露的各種不同方面的製程2300的流程圖被顯示在圖23中。製程2300的各種不同方面也參考圖22A及22B的主模總成2230而被敘述。首先，在步驟2310處，將主模2234圖型化。主模可藉著用較小的主遮罩逐次地轉印主模而被圖型化。在步驟2320處，藉著將彈性體材料或聚合物澆鑄在主模2234上且固化材料/聚合物而形成圖型化的聚合物遮罩。在步驟2330處，主模2334與圖型化的聚合物遮罩2236的疊層被捲起且被同軸地嵌入至澆鑄圓筒2232內。在步驟2340處，於圖型化的聚合物遮罩 的間隙被充填以液體聚合物。在步驟2342處，液體聚合物在固化處理期間被固化，且因而將主模上沿著間隙的圖型轉移至固化的聚合物。在步驟2350處，澆鑄圓筒2232及主模2234被移去以形成自存的聚合物遮罩。
VI.使用澆鑄組件以形成多層狀的遮罩
此章節VI所揭示的方面包含使用同軸澆鑄組件在多個階段(stage)中形成多層狀的遮罩的方法及裝置。各種不同的其他方法及裝置也被包括在此章節中。根據此章節的方面的形成多層狀的遮罩可被用來形成用於可旋轉的遮罩的順應層，其可提供多種益處，包括可使可旋轉的遮罩包含額外的緩衝作用及順應性。此章節的實施態樣可有各種不同的其他有利點。
另外應注意的是此章節VI可適用於此處所敘述的其餘章節I至V的各種不同方面且可容易地在該些方面中被實施，包括但是不限於任何可能涉及形成可旋轉的遮罩的圖型化的順應層的該些章節。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此章節VI所揭露的各種不同方面可容易地被應用於此處所敘述的涉及澆鑄組件的表面的圖型化的章節IV的實施態樣。
此處所揭示的方面包含多層狀的聚合物遮罩及其製造方法。製造多層狀的聚合物遮罩的方法可涉及兩個階段。
圖24A顯示根據此處所揭示的一些實施態樣 的用以形成多層狀的聚合物遮罩的在第一階段中的圓筒形主模總成的俯視圖。圓筒形主模2410在圓筒的內表面上形成有特徵/圖型。其次，第一澆鑄圓筒2420被同軸地嵌入至主模2410內，以在澆鑄圓筒2420與主模2410之間產生圓筒形區域。其次，在澆鑄圓筒2420與主模2410之間的圓筒形區域被充填以液體聚合物，以在固化時形成圖型化的聚合物遮罩2430。然後，第一澆鑄圓筒2420被移去，且聚合物遮罩2430從圓筒形主模2410的內部被剝離。如此，可形成自存的聚合物遮罩。在一些實施態樣中，自存的聚合物遮罩2430可替代性地使用此處所敘述的章節V的方面來形成，其中疊層被捲入至圓筒內，且於疊層的間隙被充填，以在圓筒形遮罩上產生實質上無接縫的圖型。在一些實施態樣中，自存的聚合物遮罩2430是使用此處所敘述的章節II的各種不同方面來形成，包括其中第一澆鑄圓筒2420為犧牲組件且移去第一澆鑄圓筒是根據該章節的方面來實施的實施態樣。在一些實施態樣中，圓筒形的主遮罩是藉著根據此處所敘述的章節IV的各種不同方面將圓筒的內表面圖型化而形成。
圖24B顯示根據此處所揭示的一些實施態樣的用以形成多層狀的聚合物遮罩的在第二階段中的圓筒形主模總成的俯視圖。聚合物遮罩2430被保護膜2432覆蓋且被嵌入至第二澆鑄圓筒2440內，其中保護膜抵靠於第二澆鑄圓筒2440的內表面。熔融矽石的遮罩圓筒2450又被同軸地嵌入至第二澆鑄圓筒2440及被膜覆蓋的聚合物 遮罩2430內，且因而在熔融矽石的遮罩圓筒與聚合物遮罩2430的內部直徑之間產生圓筒形區域。然後，此間隙(圓筒形區域)被充填以液體聚合物，以在固化時形成緩衝層2460。然後，第二澆鑄圓筒2440及保護膜2432被移去。結果，形成多層狀的聚合物遮罩。在一些實施態樣中，第二澆鑄圓筒2440也根據此處所敘述的章節II的各種不同方面而為犧牲澆鑄組件，因而容許可藉著重複類似於第二階段的製程而據以形成額外的層。
圖2顯示根據此處所揭示的各種不同方面的可被用來形成圖型化的聚合物遮罩的總成200。在一些實施態樣中，此處所揭示的方面可被用在以上所述的用來形成多層狀的聚合物遮罩的第一階段中。總成200包含主模204及被主模204環繞的第一澆鑄圓筒202。第一澆鑄圓筒202可相應於圖24A的第一澆鑄圓筒2420。第一澆鑄圓筒202也可相應於犧牲澆鑄圓筒，例如圖8A的犧牲澆鑄組件830。主模204與澆鑄圓筒202是以二者的軸線206對準的方式被同軸地組裝，因而產生圍繞主模204的具有均勻厚度的圓筒形區域208，而此圓筒形區域208可界定圓筒形遮罩的聚合物層的形狀。澆鑄圓筒202的外部直徑大於多層狀的遮罩的最終的熔融矽石的遮罩圓筒2450的外部直徑。聚合物先質可被注入於在主模204與澆鑄圓筒202之間的空間208內。主模204及澆鑄圓筒202可藉著使用組裝裝置(未顯示)而被固持於定位，其中組裝裝置將主模204及澆鑄圓筒202的軸線對準且容許 液體聚合物被注入至總成的圓筒形區域208內，例如藉著將液體聚合物澆注通過組裝裝置的開口或孔。注入聚合物先質可例如藉著將液體或半液體的聚合物先質材料澆注通過組裝裝置的頂部而至在主模204與圓筒202之間的空間內而被實施。聚合物先質可為處於液體或半液體形式的單體、聚合物、部份地交聯的聚合物、或以上所述者的任何混合物的形式。聚合物先質可被固化以形成圓筒形遮罩的內側聚合物層。固化聚合物先質可涉及施加UV輻射或熱。在固化處理期間，在主模204的內表面上的圖型可被轉移至聚合物的外表面。
在上述的第一階段中，將主模2410的內表面圖型化可藉著使用各種不同的技術而被實施。舉例而言，主模的內表面可藉著如以上在此處所敘述的章節III中所述者以較小的主遮罩逐次地轉印主模的內表面而被圖型化。成為另一例子，圓筒形表面可藉著使用各種不同的已知技術中的任一種而被圖型化，包括奈米轉印微影術、奈米接觸印刷、光微影術等。
在上述的第一階段中，澆鑄圓筒2420可被移去。圖型化的聚合物遮罩又可從主模2410被剝離，以形成具有大約1mm至3mm的厚度的自存的聚合物遮罩。注意的是移去澆鑄圓筒2420及聚合物遮罩2430可以用各種不同方式來實施，包括如以上在本揭示中所述的各種不同方式。
在上述的第一階段中，聚合物遮罩2430可被 保護膜或保護層2432覆蓋。在一個例子中，保護層可為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜。保護層2432可被沈積在聚合物遮罩2430上，然後被膜覆蓋的聚合物遮罩2430被同軸地嵌入至第二澆鑄圓筒2440內，其中保護膜2432抵靠於第二澆鑄圓筒2440的內表面。第二澆鑄圓筒2440的內部直徑等於被用在上述的第一階段中的主模2410的內部直徑。第二澆鑄圓筒2440可為由易於使其破裂的材料形成的薄壁圓筒，例如與圖22A和圖22B的澆鑄圓筒2232相關聯地被討論者，或是參考章節II中的犧牲澆鑄組件所敘述者。在一些實施態樣中，保護膜可使第二澆鑄圓筒2440可由數個分開的部件製成。
在上述的第二階段中，用於可旋轉的遮罩的基板例如熔融矽石的遮罩圓筒2450被同軸地嵌入至第二澆鑄圓筒2440及被膜覆蓋的聚合物遮罩2430內。熔融矽石的遮罩圓筒2450可為具有小於聚合物遮罩2430的內部直徑的外部直徑的中空圓筒，因而在遮罩圓筒的外表面與聚合物遮罩2430的內表面之間產生圍繞遮罩圓筒2450的具有均勻厚度的圓筒形區域。
在上述的第二階段中，產生在聚合物遮罩2430與熔融矽石的遮罩圓筒2450之間的圓筒形區域被充填以液體聚合物，因而在固化時於聚合物遮罩的內表面處形成緩衝層2460。液體聚合物可以用各種不同方式而被澆注至圓筒形區域內，包括如以上在本揭示中所述的各種不同方式。
在上述的第二階段中，第二澆鑄圓筒2440可被移去。並且，保護膜2432可從具有固化的緩衝層2460的聚合物遮罩2430被分離。結果，可形成包含聚合物遮罩2430及緩衝層2460的多層狀的聚合物遮罩。移去澆鑄圓筒及保護膜可以用各種不同的方式來實施，例如以上在本揭示中所述的各種不同方式。
此處所揭示的方面包含可用圓筒形主模總成2400及2401來形成多層狀的聚合物遮罩的製程2500。顯示可包含以上所揭露的各種不同方面的製程2500的流程圖被顯示在圖25中。製程2500的各種不同方面也參考圖24A及24B被敘述。於步驟2510處，製程或方法2500可包含將主模/遮罩2410圖型化成使得主模的內表面包含圖型。於步驟2520處，將圖型化的主模2410與第一澆鑄圓筒2420同軸地組裝成使得主模及圓筒二者的軸線相同。第一澆鑄圓筒2420可為具有比主模2410的內部直徑小的外部直徑的中空圓筒，使得空間被留在主模與圓筒之間。於步驟2530處，在主模2410與澆鑄圓筒2420之間的空間被充填以液體聚合物先質，導致在固化時成為圖型化的聚合物遮罩。於步驟2540處，第一澆鑄圓筒2420被移去，且圖型化的聚合物遮罩2430從主模2410被剝離，因而形成自存的聚合物遮罩。在一些實施態樣中，澆鑄圓筒2420可根據此處所敘述的章節II的各種不同方面而為犧牲澆鑄組件，使得主模2410可被保存以供將來使用，因而使澆鑄圓筒2420可藉著破裂、溶解、崩陷而被移去， 或是以其他方式來移去澆鑄圓筒2420而可使固化的聚合物可在移去澆鑄圓筒2420之後於步驟2540處被後續地從主模2410移去。於步驟2550處，聚合物遮罩2430被保護層或膜2432覆蓋。於步驟2560處，被膜覆蓋的聚合物遮罩2430被同軸地嵌入至第二澆鑄圓筒2440內。於步驟2570處，熔融矽石的遮罩圓筒2450被同軸地嵌入至第二澆鑄圓筒2440及被膜覆蓋的遮罩2430內。熔融矽石的遮罩圓筒2450可為具有比聚合物遮罩2430的內部直徑小的外部直徑的中空圓筒，因而留下在圓筒與遮罩之間所留出的空間。於步驟2580處，在熔融矽石的遮罩圓筒2450與聚合物遮罩2430之間的空間被充填以額外的液體聚合物先質，因而在固化時形成緩衝層2460。於步驟2590處，澆鑄圓筒2440及保護膜可被移去而形成多層狀的聚合物遮罩。在一些實施態樣中，澆鑄圓筒2440也可為犧牲澆鑄組件。
根據此處所揭示的各種不同方面的形成多層狀的遮罩可提供數個有利點。舉例而言，澆鑄圓筒例如上述的被用來形成外層的第一澆鑄圓筒2420可由具有接縫的可分開的組件製成，因而潛在地簡化製程且降低成本。被用來形成與未被圖型化的表面接觸的層的聚合物，例如上述的被用來形成相鄰於外層2430的內表面的內層的聚合物(緩衝層)2460，可也充填於藉由使用此種可分開的組件而產生的接縫內。同樣地，在此處所揭示的一些實施態樣中，被設置覆於圖型化的表面之上的保護膜可使澆鑄 管件例如上述的第二澆鑄圓筒2440可由可分開的組件製成，因而使保護膜可防止可分開的組件的接縫被傳遞至被膜覆蓋的圖型化特徵。另外，在一些實施態樣中，用於澆鑄處理的模或遮罩例如圓筒形主模2410並非必須被打破以移去模製的材料，因而可將其保存以供將來使用且防止模製的材料由於打破處理而受損。
此技術領域中具有通常知識者可輕易地瞭解此處所揭示的各種不同方面可在不離開本揭示的範圍下與各種不同的其他方面結合。以舉例的方式而非以限制的方式而言，此技術領域中具有通常知識者可輕易地瞭解以上的章節I至VI所揭露的各種不同方面可被結合至實施此處所揭示者時所涉及的製造方法及可旋轉的遮罩中的無數的不同變化內。
注意的是此處所揭示的各種不同方面係已參考概括地具有兩個順應層的多層狀的遮罩而被敘述。應注意的是此處所揭示的方面可容易地被實施來形成具有多於兩個順應層的多層狀的遮罩。
另外注意的是此處所揭示的各種不同方面係已參考具有圓筒形形狀的可旋轉的遮罩而被敘述。應注意的是此處所揭示的方面可容易地被實施於具有其他形狀的可旋轉的遮罩，例如含有截錐體元件的形狀或其他軸向對稱的形狀。
另外注意的是此處所揭示的各種不同方面可被反置、交換、重新排序等，以在不同的所想要的表面上 產生無接縫或準無接縫的特徵圖型，例如在澆鑄圓筒、最終的遮罩圓筒、料層、或製程中所用的其他元件的內或外表面上。
更概括地，重要的是要注意雖然以上為本發明的較佳實施例的完整敘述，但是使用各種不同的替代、修改、及等效物是可能的。因此，本發明的範圍不應參考上述的敘述來決定，而是反而應參考附隨的申請專利範圍加上其完全的等效範圍來決定。此處所敘述的任何特徵不論是否較佳均可與此處所敘述的不論是否較佳的任何其他特徵結合。
在附隨的申請專利範圍請求項中，不定冠詞「一(a或an)」在被用於含有開放性的過渡語詞例如「包含(comprising)」的請求項中時指的是跟在不定冠詞之後的項目有一個或多個的數量，除非是以另外的方式被明確地陳述並非如此。另外，後來使用字眼「該(said或the)」來回指上述的相同請求項術語並不改變其意義，而只是再次地啟示其並非單數的意義。附隨的請求項不應被解讀為包含手段功能用語的限定或步驟功能用語的限定，除非此種限定係使用語詞「手段，用以(means for)」或「步驟，用以(step for)」而被明確地記載在給定的請求項中。

Claims (134)

  1. 一種製造圓筒形遮罩的方法，包含：將中空的澆鑄圓筒與遮罩圓筒同軸地組裝，其中該澆鑄圓筒及該遮罩圓筒中的一個具有比該澆鑄圓筒及該遮罩圓筒中的另一個的外部直徑大的內部直徑；將液體聚合物先質注入於在該澆鑄圓筒與該遮罩圓筒之間的空間內；固化在該澆鑄圓筒與該遮罩圓筒之間的該空間內的該液體聚合物先質，因而形成一層固化的聚合物；移去該澆鑄圓筒，留下該層固化的聚合物在該遮罩圓筒的表面上；及將該固化的聚合物的表面圖型化，其中該同軸地組裝包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該澆鑄圓筒及該遮罩圓筒的相反端部處扣持在一起，且其中該將液體聚合物先質注入包含將該液體聚合物先質澆注通過於該第一板件的孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該第一板件具有與該遮罩圓筒對準的第一溝槽、及與該澆鑄圓筒對準的第二溝槽，並且該第二板件具有與該遮罩圓筒對準的第一溝槽、及與該澆鑄圓筒對準的第二溝槽。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該澆鑄圓筒具有比該遮罩圓筒的外部直徑大的內 部直徑，其中該澆鑄圓筒具有圖型化的內表面，其中該將該聚合物圖型化包含使用該圖型化的內表面，以將在該圖型化的內表面上的圖型轉移至該聚合物的表面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的製造圓筒形遮罩的方法，另外包含在該同軸地組裝之前，將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含實施陽極化處理以產生奈米多孔表面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該澆鑄圓筒是由鋁製成。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該澆鑄圓筒具有被沈積在其內表面上的鋁。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含：將自我組合的奈米粒子沈積在該澆鑄圓筒的該內表面上；使用該奈米粒子成為蝕刻遮罩而蝕刻該澆鑄圓筒的該內表面；及移去該奈米粒子。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該奈米粒子為奈米球。
  10. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含以具有 圖型的較小面積的主遮罩逐次地轉印該澆鑄圓筒的該內表面。
  11. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含實施奈米轉印微影術。
  12. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含實施奈米接觸微影術。
  13. 如申請專利範圍第4項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該澆鑄圓筒的該內表面圖型化包含實施光微影術。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該聚合物圖型化包含在該移去之後將該聚合物的外表面圖型化。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法，其中該將該聚合物圖型化包含使用具有圖型化的外表面的遮罩圓筒，使得該圖型化的外表面的圖型在該製造圓筒形遮罩的方法期間被轉移至該聚合物的內表面。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法，另外包含：在該同軸地組裝之前，將液體聚合物沈積在該澆鑄圓筒的內表面上；及在該同軸地組裝之前，固化在該澆鑄圓筒的該內表面上的該聚合物，使得該將液體聚合物先質注入包含將該液 體聚合物先質注入於在該遮罩圓筒的外表面與該固化的聚合物的內表面之間的空間內。
  17. 一種圓筒形遮罩，係由如申請專利範圍第1項所述的製造圓筒形遮罩的方法製造，該圓筒形遮罩包含：遮罩圓筒；及在該遮罩圓筒的外表面上的無接縫的聚合物層，其中該無接縫的聚合物層具有在該無接縫的聚合物層的表面上的圖型。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的圓筒形遮罩，其中該圖型是無接縫的。
  19. 一種圓筒形遮罩，係由如申請專利範圍第16項所述的製造圓筒形遮罩的方法製造，該圓筒形遮罩包含：遮罩圓筒；在該遮罩圓筒的外表面上的無接縫的第一聚合物層；及在該第一聚合物層的外表面上的無接縫的第二聚合物層，其中該第二聚合物層比該第一聚合物層硬，且該第二聚合物層在其外表面上具有圖型。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的圓筒形遮罩，其中該圖型是無接縫的。
  21. 一種以申請專利範圍第1項的方法所製造的圓筒形遮罩，包含：遮罩圓筒； 在該遮罩圓筒的表面上的無接縫的順應層，該順應層在表面上具有圖型。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩，其中該圖型是在該順應層的外表面上。
  23. 如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩，其中該圖型是無接縫的。
  24. 如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩，其中該順應層包含內側聚合物層及外側聚合物層，其中該內側聚合物層是在該遮罩圓筒的外表面上，並且該外側聚合物層是在該內側聚合物層的外表面上。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的圓筒形遮罩，其中該外側聚合物層為比該內側聚合物層硬的材料，並且該外側聚合物層比該內側聚合物層薄。
  26. 如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩，其中該圖型包含奈米尺度的特徵。
  27. 如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩，其中該順應層具有均勻的厚度。
  28. 一種微影術方法，包含藉著將如申請專利範圍第21項所述的圓筒形遮罩在基板上滾動而將該基板重複地圖型化。
  29. 一種基板，係藉著如申請專利範圍第28項所述的微影術方法而被圖型化。
  30. 一種可旋轉的遮罩，包含：軸向對稱的基板； 在該基板的外表面上的順應層；及在該順應層的外表面上的無接縫的圖型，其中該可旋轉的遮罩是由包含以下步驟的方法製成：(a)將第一澆鑄組件同軸地組裝在第一主遮罩的內部，其中該第一主遮罩包含比該第一澆鑄組件的外部直徑大的內部直徑，其中該第一主遮罩的內表面包含圖型；(b)將第一聚合物先質液體沈積於在該第一澆鑄組件的外表面與該第一主遮罩的該內表面之間的空間內；(c)固化該第一聚合物先質液體以產生第一固化聚合物，因而使該第一固化聚合物的外表面包含相應於該第一主遮罩的該圖型的圖型；(d)將該第一澆鑄組件從該第一固化聚合物移去；(e)將該第一固化聚合物從該第一主遮罩移去；(f)將該第一固化聚合物組裝在第二澆鑄組件的內部；(g)將該第二澆鑄組件同軸地組裝在該第一固化聚合物的內部，其中該第二澆鑄組件具有小於該第一固化聚合物的內部直徑的外部直徑；(h)將第二聚合物先質液體沈積於在該第二澆鑄組件的外表面與該第一固化聚合物的內表面之間的空間內；(i)固化該第二聚合物先質液體以產生第二固化聚合物，因而使該第二固化聚合物與該第一固化聚合物一起形成該可旋轉的遮罩的該順應層，其中該同軸地組裝於該步驟(a)中包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝 裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該第一主遮罩及該第一澆鑄組件的相反端部處扣持在一起，且於該步驟(b)中該第一聚合物先質液體係通過該第一板件的孔而沈積，且其中該同軸地組裝於該步驟(g)中包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該第二澆鑄組件及該第一固化聚合物的相反端部處扣持在一起，且於該步驟(h)中該第二聚合物先質液體係通過該第一板件的孔而沈積。
  31. 一種製造可旋轉的遮罩的方法，包含：(a)將第一聚合物先質液體沈積在第一主遮罩的第一表面上，其中該第一主遮罩的該第一表面包含圖型；(b)固化該第一聚合物先質液體以產生第一固化聚合物，其中該第一固化聚合物及該第一主遮罩一起形成疊層；(c)將該疊層的第一端部建構成使該第一固化聚合物失去一狹條部份，且將該疊層的第二端部建構成使該第一主遮罩失去一狹條部份；(d)將該疊層捲起在第一澆鑄組件的內部；(e)將第二聚合物先質液體沈積於相應於該第一固化聚合物的該狹條部份的該捲起的疊層的間隙內；(f)固化該第二聚合物先質液體以形成第二固化聚合物，因而使該第一固化聚合物及該第二固化聚合物一起形成用於該可旋轉的遮罩的順應層，因而使該順應層的外 表面包含相應於該第一主遮罩的該圖型的圖型，其中該(d)包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該疊層及該第一澆鑄組件的相反端部處扣持在一起，且於該(e)中該第二聚合物先質液體係通過該第一板件的孔而沈積。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，另外包含：(g)在該(f)之後將該第一澆鑄組件從該疊層移去。
  33. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，另外包含：(h)在該(f)之後將該第一主遮罩從該順應層移去。
  34. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一澆鑄組件為圓筒形形狀。
  35. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一主遮罩的該圖型包含奈米尺度的特徵。
  36. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該(c)包含在該(b)之後移去該第一固化聚合物的一狹條部份。
  37. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該(c)包含在實施該(a)時讓該第一主遮罩的該第一表面的一狹條部份曝露。
  38. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該(d)包含使該疊層的該第一及第二端部重疊。
  39. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該疊層的該第一端部係相反於該疊層的該第二端部。
  40. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一主遮罩包含PET基板。
  41. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，另外包含：(i)在該(a)之前將該圖型形成在該第一主遮罩的該第一表面上。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該將該圖型形成在該第一主遮罩的該第一表面上包含：以具有圖型的第二主遮罩轉印基板，該第二主遮罩的該圖型具有比該基板小的面積；逐次地重複該轉印，直到該基板的所想要的區域被圖型化，其中每一該逐次地重複係重疊該基板的先前被轉印的部份的一部份；其中該以該第二主遮罩轉印該基板包含：沈積第三聚合物先質液體；對該第二主遮罩與該基板之間的該第三聚合物先質液體施壓；及 固化該第三聚合物先質液體。
  43. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一及第二聚合物先質液體包含PDMS。
  44. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該方法被實施成使得該順應層的厚度為在1mm與3mm之間。
  45. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一澆鑄組件為犧牲澆鑄組件。
  46. 如申請專利範圍第32項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一澆鑄組件為犧牲澆鑄組件，其中該(g)包含使該第一澆鑄組件破裂、溶解、或放氣。
  47. 如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該(d)是在該第一主遮罩的第二表面相鄰於該第一澆鑄組件的內表面的情況下被實施。
  48. 一種製造可旋轉的遮罩的方法，包含：(a)將第一澆鑄組件同軸地組裝在第一主遮罩的內部，其中該第一主遮罩包含比該第一澆鑄組件的外部直徑大的內部直徑，其中該第一主遮罩的內表面包含圖型；(b)將第一聚合物先質液體沈積於在該第一澆鑄組件的外表面與該第一主遮罩的該內表面之間的空間內；(c)固化該第一聚合物先質液體以產生第一固化聚合物，因而使該第一固化聚合物的外表面包含相應於該第一主遮罩的該圖型的圖型；(d)將該第一澆鑄組件從該第一固化聚合物移去； (e)將該第一固化聚合物從該第一主遮罩移去；(f)將該第一固化聚合物組裝在第二澆鑄組件的內部；(g)將該第二澆鑄組件同軸地組裝在該第一固化聚合物的內部，其中該第二澆鑄組件具有小於該第一固化聚合物的內部直徑的外部直徑；(h)將第二聚合物先質液體沈積於在該第二澆鑄組件的外表面與該第一固化聚合物的內表面之間的空間內；(i)固化該第二聚合物先質液體以產生第二固化聚合物，因而使該第二固化聚合物與該第一固化聚合物一起形成用於該可旋轉的遮罩的順應層，其中該同軸地組裝於該(a)中包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該第一主遮罩及該第一澆鑄組件的相反端部處扣持在一起，且於該(b)中該第一聚合物先質液體係通過該第一板件的孔而沈積，且其中該同軸地組裝於該(g)中包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該第二澆鑄組件及該第一固化聚合物的相反端部處扣持在一起，且於該(h)中該第二聚合物先質液體係通過該第一板件的孔而沈積。
  49. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，另外包含：(j)在該(f)之前以保護層覆蓋該第一固化聚合物的該外表面。
  50. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第二澆鑄組件為用於該可旋轉的遮罩的基板。
  51. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第二澆鑄組件包含熔融矽石。
  52. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一及第二澆鑄組件為圓筒形形狀。
  53. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，另外包含：(k)在該(a)之前將該第一主遮罩的該內表面圖型化，其中該(k)包含：形成結構化多孔層覆於該第一主遮罩的該內表面之上，其中該第一主遮罩對光學輻射是透明的；以充填材料充填該結構化多孔層中的多個孔洞；移去不於該多個孔洞之一內的該充填材料的部份；及從於該多個孔洞內的該充填材料形成多個突出部，其中該突出部延伸超過該結構化多孔層。
  54. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一及第二聚合物先質液體包含PDMS。
  55. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該(d)包含使該第一澆鑄組件破裂、溶解、或放氣。
  56. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩 的方法，其中該第一主遮罩的該內部直徑與該第一澆鑄組件的該外部直徑之間的差異為在2mm與6mm之間。
  57. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第一主遮罩的該圖型包含奈米尺度的特徵。
  58. 如申請專利範圍第48項所述的製造可旋轉的遮罩的方法，其中該第二澆鑄組件為犧牲澆鑄組件，其中該方法另外包含移去該第二澆鑄組件。
  59. 一種可旋轉的遮罩，包含：軸向對稱的基板；在該基板的外表面上的順應層；及在該順應層的外表面上的無接縫的圖型，其中該可旋轉的遮罩是藉著如申請專利範圍第31項所述的製造可旋轉遮罩的方法而被製成。
  60. 一種形成主模的方法，該主模係用於如申請專利範圍第17、19或21項所述的圓筒形遮罩，該形成主模的方法包含：形成結構化多孔層覆於圓筒的內表面之上，其中該圓筒對光學輻射為透明的；以充填材料充填該結構化多孔層中的一或多個孔洞；移去不於該一或多個孔洞之一內的該充填材料的部份；及從於該一或多個孔洞內的該充填材料形成一或多個突出部，其中該突出部延伸超過該結構化多孔層。
  61. 如申請專利範圍第60項所述的形成主模的方法，其中該充填材料為輻射敏感性材料。
  62. 如申請專利範圍第61項所述的形成主模的方法，其中移去不於該一或多個孔洞之一內的該充填材料的該部份包含：以輻射將該圓筒的外表面曝光一段充分的持續時間，以固化於該結構化多孔層的該孔洞內的該充填材料；及以被建構成用以移去未被固化的該充填材料的部份的顯影劑來將該充填材料顯影。
  63. 如申請專利範圍第62項所述的形成主模的方法，其中該輻射敏感性材料另外包含矽。
  64. 如申請專利範圍第63項所述的形成主模的方法，另外包含：將固化的該輻射敏感性材料退火。
  65. 如申請專利範圍第61項所述的形成主模的方法，其中形成該一或多個突出部包含蝕去該結構化多孔層的至少一部份。
  66. 如申請專利範圍第60項所述的形成主模的方法，其中該圓筒的該內表面為磊晶晶種層。
  67. 如申請專利範圍第66項所述的形成主模的方法，其中該充填材料為該磊晶晶種層的磊晶生長。
  68. 如申請專利範圍第67項所述的形成主模的方法，其中該磊晶晶種層為半導體材料。
  69. 如申請專利範圍第68項所述的形成主模的方法， 其中該一或多個突出部的每一個被建構成作用成為發光二極體(LED)，藉此而有一或多個LED。
  70. 如申請專利範圍第69項所述的形成主模的方法，其中該一或多個LED的每一個可被個別地定址。
  71. 如申請專利範圍第67項所述的形成主模的方法，其中容許於該一或多個孔洞內的該充填材料形成延伸超過該結構化多孔層的一或多個突出部包含使該磊晶生長成長超過該結構化多孔層的厚度。
  72. 如申請專利範圍第60項所述的形成主模的方法，其中該一或多個突出部具有在1奈米與100微米之間的特徵尺寸。
  73. 如申請專利範圍第60項所述的形成主模的方法，其中該一或多個突出部具有在10奈米與1微米之間的特徵尺寸。
  74. 如申請專利範圍第60項所述的形成主模的方法，其中該一或多個突出部具有在50奈米與500奈米之間的特徵尺寸。
  75. 一種用於如申請專利範圍第17、19或21項所述的圓筒形遮罩的主模，包含：圓筒，其對光學輻射為透明的，該圓筒具有內表面及外表面；及一或多個突出部，其從該圓筒的該內表面朝向該圓筒的中心向內延伸。
  76. 如申請專利範圍第75項所述的用於圓筒形光罩的 主模，其中該一或多個突出部具有在1奈米與100微米之間的特徵尺寸。
  77. 如申請專利範圍第75項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部具有在10奈米與1微米之間的特徵尺寸。
  78. 如申請專利範圍第75項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部具有在50奈米與500奈米之間的特徵尺寸。
  79. 如申請專利範圍第75項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部是由具有矽的被退火的光敏感性材料製成。
  80. 如申請專利範圍第75項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該圓筒的該內表面為磊晶晶種層。
  81. 如申請專利範圍第80項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部為與該磊晶晶種層相同的材料。
  82. 如申請專利範圍第81項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該磊晶晶種層為半導體材料。
  83. 如申請專利範圍第82項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部的每一個為LED。
  84. 如申請專利範圍第83項所述的用於圓筒形光罩的主模，其中該一或多個突出部的每一個可被個別地定址。
  85. 一種形成主模的方法，該主模係用於如申請專利範圍第17、19或21項所述的圓筒形遮罩，該形成主模的 方法包含：形成輻射敏感性層覆於圓筒的內表面之上，其中該圓筒對光學輻射是透明的；形成自組性單層(SAM)，其中該SAM覆蓋該輻射敏感性層的第一部份，且該輻射敏感性層的第二部份未被覆蓋；以光學輻射將該輻射敏感性層的該第一及第二部份中的一個曝光，其中該光學輻射被建構成固化被曝光的該輻射敏感性層的該部份；及以顯影溶液將該輻射敏感性層顯影，使得該輻射敏感性層的該第二部份被選擇性地移去。
  86. 如申請專利範圍第85項所述的形成主模的方法，其中該SAM係形成在該輻射敏感性層的曝露表面上。
  87. 如申請專利範圍第86項所述的形成主模的方法，其中該SAM包含金屬奈米球。
  88. 如申請專利範圍第87項所述的形成主模的方法，其中該光學輻射是從位在該圓筒內的輻射源發射，且其中該光學輻射將該輻射敏感性層的該第二部份曝光。
  89. 如申請專利範圍第88項所述的形成主模的方法，其中該顯影溶液選擇性地移去該輻射敏感性層的被固化的部份。
  90. 如申請專利範圍第86項所述的形成主模的方法，其中該SAM包含量子點。
  91. 如申請專利範圍第90項所述的形成主模的方法， 其中該光學輻射是從該量子點發射，且其中該光學輻射將該輻射敏感性層的該第一部份曝光。
  92. 如申請專利範圍第91項所述的形成主模的方法，其中該顯影溶液選擇性地移去該輻射敏感性層的未被固化的部份。
  93. 如申請專利範圍第85項所述的形成主模的方法，其中該SAM係形成在該圓筒的該外表面上。
  94. 如申請專利範圍第93項所述的形成主模的方法，其中該SAM包含金屬奈米球。
  95. 如申請專利範圍第94項所述的形成主模的方法，其中該光學輻射是從位在該圓筒內的輻射源發射，且其中該光學輻射將該輻射敏感性層的該第二部份曝光。
  96. 如申請專利範圍第95項所述的形成主模的方法，其中該顯影溶液選擇性地移去該輻射敏感性層的被固化的部份。
  97. 如申請專利範圍第93項所述的形成主模的方法，其中該SAM包含量子點。
  98. 如申請專利範圍第97項所述的形成主模的方法，其中該光學輻射是從該量子點發射，且其中該光學輻射將該輻射敏感性層的該第一部份曝光。
  99. 如申請專利範圍第98項所述的形成主模的方法，其中該顯影溶液選擇性地移去該輻射敏感性層的未被固化的部份。
  100. 如申請專利範圍第93項所述的形成主模的方 法，其中該輻射敏感性層另外包含矽。
  101. 如申請專利範圍第100項所述的形成主模的方法，另外包含：將固化的該輻射敏感性層退火。
  102. 一種圓筒形主模總成，包含：圖型化組件，其具有第一半徑；及犧牲澆鑄組件，其具有第二半徑，其中該第二半徑與該第一半徑不同，其中該圖型化組件及該犧牲澆鑄組件被建構成使得該圖型化組件及該犧性澆鑄組件二者中具有較小半徑的組件可被同軸地嵌入至具有較大半徑的組件的內部，且其中面對該犧牲澆鑄組件的該圖型化組件的表面具有一或多個圖型化特徵，其中該同軸地嵌入包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，且其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該圖型化組件及該犧牲澆鑄組件的相反端部處扣持在一起。
  103. 如申請專利範圍第102項所述的圓筒形主模總成，其中該第一半徑大於該第二半徑。
  104. 如申請專利範圍第103項所述的圓筒形主模總成，其中該犧牲澆鑄組件是由易於使其破裂的材料製成。
  105. 如申請專利範圍第104項所述的圓筒形主模總成，其中該易於使其破裂的材料為熔融矽石或玻璃。
  106. 如申請專利範圍第103項所述的圓筒形主模總成，其中該犧牲澆鑄組件是由會溶解的材料製成。
  107. 如申請專利範圍第106項所述的圓筒形主模總 成，其中該會溶解的材料為糖。
  108. 如申請專利範圍第103項所述的圓筒形主模總成，其中該犧牲澆鑄組件是由可延展的材料製成。
  109. 如申請專利範圍第108項所述的圓筒形主模總成，其中該可延展的材料為鋁。
  110. 如申請專利範圍第108項所述的圓筒形主模總成，其中該可延展的材料為塑膠。
  111. 如申請專利範圍第103項所述的圓筒形主模總成，其中該犧牲澆鑄組件為密封圓筒。
  112. 如申請專利範圍第111項所述的圓筒形主模總成，其中該密封圓筒可被充氣及放氣。
  113. 如申請專利範圍第102項所述的圓筒形主模總成，其中該第二半徑大於該第一半徑。
  114. 如申請專利範圍第113項所述的圓筒形主模總成，其中該犧牲澆鑄組件是由易於使其破裂的材料製成。
  115. 如申請專利範圍第114項所述的圓筒形主模總成，其中該易於使其破裂的材料為熔融矽石或玻璃。
  116. 如申請專利範圍第113項所述的圓筒形主模總成，其中該第二半徑比該第一半徑大不超過2毫米。
  117. 如申請專利範圍第102項所述的圓筒形主模總成，其中該一或多個圖型化特徵具有在1奈米與100微米之間的特徵尺寸。
  118. 如申請專利範圍第102項所述的圓筒形主模總成，其中該一或多個圖型化特徵具有在10奈米與1微米 之間的特徵尺寸。
  119. 如申請專利範圍第102項所述的圓筒形主模總成，其中該一或多個圖型化特徵具有在50奈米與500奈米之間的特徵尺寸。
  120. 一種以圓筒形主模總成形成圓筒形遮罩的方法，該圓筒形遮罩係被建構成具有形成在表面上的一或多個特徵，其中該圓筒形主模總成包含具有第一半徑的圓筒形圖型化組件、及具有第二半徑的犧牲澆鑄組件，其中該第二半徑與該第一半徑不同，其中面對該犧牲澆鑄組件的該圓筒形圖型化組件的表面具有一或多個圖型化特徵，該形成圓筒形遮罩的方法包含：(a)將該圓筒形圖型化組件及該犧牲澆鑄組件中具有較小半徑的組件同軸地嵌入至具有較大半徑的組件內；(b)以液體先質充填在該圓筒形圖型化組件與該犧牲澆鑄組件之間的空間；(c)固化該液體先質以形成彈性體材料；及(d)移去該犧牲澆鑄組件，其中該(a)包含使用具有第一板件、第二板件、及銷的組裝裝置，其中該銷被建構成將該第一板件及該第二板件在該圓筒形圖型化組件及該犧牲澆鑄組件的相反端部處扣持在一起，且於該(b)中該液體先質係通過該第一板件的孔而充填。
  121. 如申請專利範圍第120項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中移去該犧牲澆鑄組件包含使該犧牲澆鑄組件破裂。
  122. 如申請專利範圍第120項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中移去該犧牲澆鑄組件包含以溶劑溶解該犧牲澆鑄組件。
  123. 如申請專利範圍第122項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中該犧牲澆鑄組件是由以糖為基礎的材料製成，且其中該溶劑為水。
  124. 如申請專利範圍第120項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中該第二半徑小於該第一半徑。
  125. 如申請專利範圍第124項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中移去該犧牲澆鑄組件包含使該犧牲澆鑄組件塑性變形。
  126. 如申請專利範圍第124項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中該犧牲澆鑄組件為密封圓筒，且其中移去該犧牲澆鑄組件包含將該犧牲澆鑄組件放氣。
  127. 如申請專利範圍第120項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中該第一半徑小於該第二半徑。
  128. 如申請專利範圍第127項所述的形成圓筒形遮罩的方法，另外包含：在(d)之後，將該彈性體材料於平行於該圓筒形圖型化組件的軸線的方向向後拉而覆於其本身之上，使得該彈性體材料被從該圓筒形圖型化組件移去且被翻轉成內外顛倒。
  129. 如申請專利範圍第128項所述的形成圓筒形遮罩的方法，其中該第二半徑與該第一半徑之間的差異不大於 2毫米。
  130. 一種圓筒形遮罩，包含：圓筒形彈性體組件，其具有內部半徑，該圓筒形彈性體組件包含以申請專利範圍第120項的方法所形成的彈性體材料且具有主要表面，而奈米圖型形成於該主要表面；剛性透明圓筒形組件，其具有外部半徑，其中該外部半徑被定尺寸成可裝配在該圓筒形彈性體組件內；及氣體保持件，其被建構用以將一容積的氣體保持在該圓筒形彈性體組件的內表面與該剛性透明圓筒形組件的外表面之間。
  131. 如申請專利範圍第130項所述的圓筒形遮罩，其中該氣體保持件包含兩個密封件，其中每一個密封件密封該容積的氣體的相應端部。
  132. 如申請專利範圍第131項所述的圓筒形遮罩，其中該密封件為O形環或防漏墊圈。
  133. 如申請專利範圍第130項所述的圓筒形遮罩，其中該氣體保持件為氣囊。
  134. 如申請專利範圍第130項所述的圓筒形遮罩，其中該圓筒形彈性體組件的該主要表面為圓筒形外表面。
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