TWI819671B - 具有壓模結構之模具及供其製造之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種用於製造結構模具之方法,該結構模具具有用於在基板或軟性模具上應用微結構及/或奈米結構之壓模結構,藉以該等壓模結構至少部分地由根據本發明之具有低黏著性質的壓模材料組成。
Description
本發明係關於一種如技術方案6之製造具有壓模結構之模具的方法,及一種如技術方案1之結構模具。
在半導體工業中,必須對材料進行結構化製程,以便能夠製造對應功能元件。過去十年直至現在之最重要結構化製程中的一者仍為光微影。
然而,近年來,除了光微影以外,壓印技術亦已作為新替代性結構化技術而獲得公認,其不獨佔式地(但此時若有的話是佔優勢地)用於結構化高度對稱之主要重複性結構元件。藉助於壓印技術,可直接地藉由壓模製程產生軋花材料中之表面結構。如此產生之優點係明顯的。可消除仍為光微影製程所必要的用於顯影及蝕刻之化學物。另外,甚至現在仍可對在奈米範圍內之結構值進行軋花;其運用習知光微影之製造將僅藉由極其複雜且主要昂貴之單元而為可能的。
在壓印技術中,區別兩種類型之模具:硬性模具及軟性模具。理論上,可運用硬性模具或軟性模具來進行每一壓模製程。然而,對於僅使用硬性模具自身作為所謂的主模具(master die),且無論何時必要時由此主模具形成接著用作實際結構模具之軟性模具,存在若干技術及財務原因。因此,硬性模具為軟性模具之負片(negative)。硬性模具僅為製造若干軟性模具所需要。軟性模具可因不同化學、物理及技術參數而區別於硬性模具。基於彈性行為之區別將為可能的。軟性模具具有佔優勢地基於熵彈性之變形行為,且硬性模具具有佔優勢地基於能量彈性之變形行為。另外,兩種類型之模具可因(例如)其硬度而區別。硬度為材料相抵於穿透本體所表現出之抗性。由於硬性模具佔優勢地由金屬或陶瓷組成,故其具有對應高之硬度值。存在指示固體之硬度的各種方式。極常見的方法為根據維氏(Vickers)之硬度指示。在不作詳細敍述的情況下,可粗略地陳述到,硬性模具將具有超出500 HV之維氏硬度值。
硬性模具特定地具有其可直接地藉由諸如電子束微影或雷射束微影之適合製程而自由具有高強度及高程度之勁度之材料製成的組份予以製造的優點。此等硬性模具具有極高程度之硬度且因此或多或少地耐磨。然而,高強度及耐磨性主要由為了製造此硬性模具而招致之高成本抵銷。儘管硬性模具可用於數百個軋花步驟,但其甚至將隨著時間而經歷顯著磨損及撕裂。另外,使硬性模具自軋花材料脫模為技術上困難的。硬性模具具有相對高抗彎曲性。其並非尤其良好地可變形的,亦即,其必須在軋花表面之法線方向上起離。在軋花製程之後的硬性模具之脫模中,在此狀況下,其可經常性地引起破壞經軋花奈米結構及/或微結構,此係由於硬性模具具有極高程度之勁度且因此可破壞剛模製之軋花材料的微結構及/或奈米結構。另外,基板可具有隨後可導致硬性模具之損害或破壞的缺陷。然而,若硬性模具僅用作主模具,則軟性模具自主模具之模製製程為極良好地可控制的,且係與主模具之極小磨損相關聯。
可極簡單地藉由複製製程而自主模具(硬性模具)製造軟性模具。在此狀況下,主模具表示對應於軟性模具之負片。因此,在主模具上對軟性模具進行軋花,隨後脫模,且接著用作在軋花材料中對壓模結構進行軋花之結構模具,該軋花材料在大多數狀況下應用於基板上。相比於硬性模具,可更簡單地、溫和地且較無問題地自軋花材料以機械方式移除軟性模具。另外,可藉由主模具模製任何數目個軟性模具。在軟性模具經受某一磨損之後,捨棄軟性模具,且由主模具形成新模具。
當前先進技術之問題主要在於:軟性模具由於其化學設計而具有對其他分子化合物之極高吸收性。因此,與佔優勢地由金屬、陶瓷或玻璃組成之硬性模具相對比,軟性模具一般為其他分子化合物所能滲透。在金屬及陶瓷微結構之狀況下,在大多數狀況下排除對分子物質之吸取,此係由於即使在特殊硬性模具之狀況下,其亦可引起對分子物質之吸收。
在運用軋花材料之軋花製程期間,軟性模具常常吸收軋花材料之部分。該吸收導致若干不良效應。
首先,由於對軋花材料之分子吸取,其引起軟性模具膨脹。該膨脹主要在軟性模具之表面上的微結構及/或奈米結構區域中有問題,此係由於即使少量之軋花材料分子亦足以使微結構及/或奈米結構歪曲。由於軟性模具被使用許多次,故其在其使用過程中吸收之軋花材料分子的量增加。對軋花材料分子之吸取會決定性地縮減軟性模具之使用壽命。膨脹可直接地藉助於不同探針(諸如,原子力顯微術(Atomic Force Microscopy, AFM)、掃描電子顯微術(Scanning Electron Microscopy, SEM)等等)或間接地經由體積及/或重量增加予以量測。然而,體積及/或重量增加之量測需要具有極高解析度之量測裝置。舉例而言,藉由微重量法及/或奈米重量法進行之重量增加量測將為可能的。
另外,熱硬化抑或藉助於電磁輻射來硬化軋花材料。主要在藉由電磁輻射之硬化中,已經部分地穿透至模具中之軋花材料分子對整個軋花材料之曝露時間具有負面影響。此情形之原因在於已穿透至軟性模具中之軋花材料分子的硬化。軟性模具中之軋花材料分子硬化,且因此較不透明,並因此縮減穿透實際軋花材料之電磁輻射的強度。此問題對於軟性模具及硬性模具同等地重要。
軟性模具之黏著表示第三問題。軟性模具佔優勢地由物理及/或化學性質類似於軋花材料之物理及/或化學性質的聚合物組成。因此,其引起軟性模具之表面與軋花材料的黏著,此情形對軟性模具之脫模性質具有負面影響。
因此,本發明之目標係改良用於壓印技術之結構模具之製造,使得揭示最佳壓模材料。
此目標係運用技術方案1及6之特徵予以達成。本發明之有利的進一步開發被指示於附屬技術方案中。由本說明書、申請專利範圍及/或圖式指示之特徵中之至少兩者組成的所有組合亦屬於本發明之範疇。在所指示之值範圍的狀況下,亦應將位於上文所提及之限度內的值視為被揭示為邊界值,且可以任何組合予以主張。
本發明涉及一種模具,較佳地為一種軟性模具,其由壓模材料組成,該壓模材料允許該模具儘可能簡單地自軋花材料脫模、具有儘可能小之膨脹,且不受到實際軋花材料污染。因此,根據本發明,壓模材料相對於軋花材料為尤其不能滲透的。一般而言,親水性及疏水性在軋花材料與根據本發明之結構模具之壓模材料之間交替為根據本發明之特殊優點。若軋花材料具疏水性,則根據本發明之結構模具之壓模材料應具親水性,且反之亦然。然而,在相當特殊狀況下,結構模具及軋花材料皆具疏水性或皆具親水性可為特殊優點。由於選擇根據本發明之結構模具之壓模材料的可能性,可始終選擇相對於軋花材料具有此等低黏著性質之材料。另外,因此,根據本發明,根據本發明之壓模材料為軋花材料之分子所不能滲透係有利的。根據本發明之另一優點為根據本發明之壓模材料的尤其特定可調整之表面。主要在表面具有極其高位準之粗糙度之軟性模具的狀況下,此情形將對將被軋花之結構具有負面影響。藉由使用根據本發明之壓模材料,首先,現在藉由較平滑表面最小化具有軋花材料之接觸表面,且其次,縮減必然連接。因此,其亦引起增強型脫模。增強型且較有效之脫模係主要歸因於脫模所必要之力較低的事實。因此,根據本發明之壓模材料之粗糙度小於1 μm,較佳地小於100 nm,更佳地小於10 nm,且最佳地小於1 nm。所揭示之粗糙度值適用於平均粗糙度及/或二次粗糙度及/或粗糙度平均深度。在此狀況下,運用大約2 μm×2 μm之表面截面來進行量測。
在相當特殊實施例中,根據本發明之壓模材料為導電的。因此,較佳地防止或至少縮減靜電充電。仍更佳地,根據本發明之導電壓模材料可接地,使得其表面上產生之充電被放掉。由於電中性表面,力(尤其是靜電力)受到粒子妨礙或被完全地消除,且因此遍及延長之時期增加模具之清潔度。該接地使得接觸根據本發明之壓模材料,且因此接觸模具,較佳地在邊緣處。壓模材料之電導性可藉由以目標方式而使用且已經由於分子性質而允許電子導電性的化學結構予以產生,抑或藉由添加使非導電壓模材料導電的至少一額外組份予以產生。在此狀況下尤其較佳的是使用微粒子及/或奈米粒子、奈米線,尤其是碳奈米管、石墨烯、石墨等等。若熱進行且不(如實際上較佳)藉助於UV光進行軋花材料之硬化,則亦可尤其較佳地使用所添加之微粒子及/或奈米粒子以用於加熱模具。藉由微粒子及/或奈米粒子之此加熱被揭示於專利說明書EP 2286981B1中。然而,所引用之專利說明書參考微粒子及/或奈米粒子位於軋花材料中之事實。在本申請案中,微粒子及/或奈米粒子將位於根據本發明之壓模材料中,以便達成模具而非軋花材料之直接加熱。接著間接地經由模具而進行軋花材料之加熱。如在專利說明書EP 2286981B1中,將可能的是藉助於交變磁場來加熱微粒子及/或奈米粒子;若微粒子及/或奈米粒子對磁場敏感,則其因此具磁性。
親水性被定義為物質表面與水相互作用之高能力。親水性表面佔優勢地為極性的,且對應良好地與流體分子之永久偶極(較佳地與水)相互作用。表面之親水性藉助於接觸角量測裝置而定量。在此狀況下,親水性表面具有極小接觸角。若根據本發明之塗層必須具有親水性表面以便能夠儘可能容易地自軋花材料脫模,則根據本發明之以下值範圍適用:親水性表面具有小於90°之接觸角,較佳地小於60°,更佳地小於40°,甚至更佳地小於20°,且極度較佳地小於10°。
對應地,疏水性被定義為物質表面與水相互作用之低能力。疏水性表面佔優勢地為非極性的,且幾乎不與流體分子之永久偶極相互作用。若在本發明之一個實施例中的根據本發明之塗層具有疏水性表面以便能夠儘可能簡單地自軋花材料移除,則根據本發明之以下值範圍將適用:疏水性表面具有大於90°之接觸角,較佳地大於100°,更佳地大於120°,甚至更佳地大於140°,且極度較佳地大於160°。雖然表面相對於水之行為藉助於親水性或疏水性而特性化,但對於熟習此項技術者清楚的是,必須直接地量測不同材料之間的黏著性質,以便獲得關於其相互行為之確切資訊。然而,表面相對於水之黏著性質之特性化已經遞送對黏著行為之極大洞察。在壓模材料與軋花材料之間的黏著性質之特性化中,根據本發明之接觸角量測方法並非運用水而執行,而是直接地運用直接地沈積於模具上之軋花材料滴而執行。
根據本發明之模具尤其為用於壓印技術中之壓印模具。該模具被設計為用於製造軟性模具之硬性模具,抑或較佳地被設計為用於壓印基板之軟性模具。由於根據本發明之壓模材料,使模具自軋花材料之脫模在較佳地相對於軋花材料具有稍微黏著之模具不削弱及/或(部分地)破壞結構的情況下成為可能。兩個表面之間的黏著性可藉由每單位表面能量(亦即,能量表面密度)予以最好地描述。此能量係指彼此連接之兩個表面沿著單位表面彼此再次分離所必要的能量。在此狀況下,軋花材料與結構模具之間的黏著小於2.5 J/m
2,較佳地小於1 J/m
2,更佳地小於0.1 J/m
2,甚至更佳地小於0.01 J/m
2,最佳地小於0.001 J/m
2,極度較佳地小於0.0001 J/m
2,且最佳地小於0.00001 J/m
2。因此,該脫模相比於運用不使用根據本發明之壓模材料之模具的脫模較容易、較快速且較有效,且可能較經濟。其較經濟之處主要在於:由於脫模速度提高,故可增加每單位時間的軋花步驟之數目。另外,模具之使用壽命顯著地增加,使得在此方面亦縮減製造成本。
較佳地,使用密封堅固以使得結構模具(尤其是軟性模具)之膨脹由根據本發明之結構材料防止的壓模材料,此係由於軋花材料不能穿透至軟性模具中。對應地,在最大可能程度上避免壓模結構之歪曲。
壓模材料較佳地具有介於1 mPas與2,500 mPas之間的黏度,較佳地介於10 mPas與2,500 mPas之間,更佳地介於100 mPas與2,500 mPas之間,且最佳地介於150 mPas與2,500 mPas之間。
另外,在對軋花材料之吸取藉由根據本發明之壓模材料阻擋或至少縮減的限度內,軋花材料之曝露時間將藉由模具之壓模材料而縮減。此情形主要在軋花材料藉由結構模具曝露時為必要的。因此,根據本發明之軋花材料較佳佔優勢地對所用之電磁輻射透明。由於大多數軋花材料係運用UV光而硬化,故根據本發明之壓模材料較佳地對UV光透明。根據本發明之壓模材料尤其在如下波長範圍內透明:介於5,000 nm與10 nm之間,較佳地介於1,000 nm與100 nm之間,更佳地介於700 nm與200 nm之間,且最佳地介於500 nm與300 nm之間。
根據本發明之壓模材料、壓模結構及/或結構模具自身尤其至少佔優勢地(較佳完全地)由以下材料中之至少一者組成:
o 聚矽氧,
■ 乙烯基官能聚合物
• 乙烯基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 68083-12-2
• 乙烯基封端二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68951-96-2
• 乙烯基封端聚苯基甲基矽氧烷,尤其是CAS: 225927-21-9
• 乙烯基苯基甲基封端乙烯苯基矽氧烷-苯基甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 8027-82-1
• 乙烯基封端三氟丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68951-98-4
• 三甲基矽烷氧基封端乙烯基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 67762-94-1
• 矽烷醇封端乙烯基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS 67923-19-7
• 乙烯基封端乙烯基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68083-18-1
• 乙烯基橡膠
• 乙烯基Q樹脂分散體,尤其是CAS: 68584-83-8
• 乙烯基甲基矽氧烷均聚物,尤其是CAS: 68037-87-6
• 乙烯基T結構聚合物,尤其是CAS: 126681-51-9
• 對稱或不對稱的單乙烯基官能化聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 689252-00-1
• 乙烯基甲基矽氧烷三元共聚物,尤其是CAS: 597543-32-3
• 乙烯基甲氧基矽氧烷均聚物,尤其是CAS: 131298-48-1
• 乙烯基乙氧基矽氧烷均聚物,尤其是CAS: 29434-25-1
• 乙烯基乙氧基矽氧烷-丙烯基乙氧基矽氧烷共聚物
■ 氫化物官能聚合物
• 氫化物封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 70900-21-9
• 氫化物封端聚苯基甲基矽氧烷
• 三甲基矽烷氧基封端甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68037-59-2
• 氫化物封端甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 69013-23-6
• 三甲基矽烷氧基封端聚甲基氫矽氧烷,尤其是CAS: 63148-57-2
• 三乙基矽烷氧基封端聚乙基氫矽氧烷,尤其是CAS: 24979-95-1
• 氫化物封端聚苯-二甲基氫矽烷氧基矽氧烷
• 氫化物封端甲基氫矽氧烷-苯基甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 115487-49-5
• 甲基氫矽氧烷-辛基甲基矽氧烷共聚物及三元共聚物,尤其是CAS: 68554-69-8
• 氫化物Q樹脂,尤其是CAS: 68988-57-8
■ 矽烷醇官能聚合物
• 矽烷醇封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 70131-67-8
• 矽烷醇封端二苯基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS 68951-93-9及/或CAS: 68083-14-7
• 矽烷醇封端聚二苯基矽氧烷,尤其是CAS: 63148-59-4
• 矽烷醇封端聚三氟丙基甲基矽氧烷,尤其是CAS: 68607-77-2
• 經矽烷醇三甲基矽烷基改質之Q樹脂,尤其是CAS: 56275-01-5
■ 胺基官能化聚矽氧
• 胺基丙基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 106214-84-0
• N-乙基胺基異丁基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 254891-17-3
• 胺基丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 99363-37-8
• 胺基乙基胺基丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS 71750-79-3
• 胺基乙基胺基異丁基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 106842-44-8
• 胺基乙基胺基丙基甲氧基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 67923-07-3
■ 受阻胺官能矽氧烷(英語:hindered amine-functional siloxane)
• 四甲基哌啶基氧丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 182635-99-0
■ 環氧基官能化聚矽氧
• 環氧丙氧基丙基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 102782-97-8
• 環氧丙氧基丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68440-71-7
• 環氧丙氧基丙基封端聚苯基甲基矽氧烷,尤其是CAS: 102782-98-9
• 環氧丙氧基丙基二甲基矽烷基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 188958-73-8
• 參(縮水甘油氧基丙基二甲基矽烷氧基)苯基矽烷,尤其是CAS: 90393-83-2
• 單-(2,3-環氧基)-丙醚封端聚二甲基矽氧烷(較佳實施例),尤其是CAS: 127947-26-6
• 環氧基環己基乙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 67762-95-2
• (2-3%環氧基環己基乙基甲基矽氧烷) (10-15%甲氧基聚伸烷基氧甲基矽氧烷)-二甲基矽氧烷三元共聚物,尤其是CAS: 69669-36-9
■ 環脂族環氧矽烷及聚矽氧
• 環氧基環己基乙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 67762-95-2
• (2-3%環氧基環己基乙基甲基矽氧烷) (10-15%甲氧基聚伸烷基氧甲基矽氧烷)-二甲基矽氧烷三元共聚物,尤其是CAS: 69669-36-9
• 環氧基環己基乙基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 102782-98-9
■ 甲醇官能化聚矽氧
• 甲醇(羥基)-封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 156327-07-0、CAS: 104780-66-7、CAS: 68937-54-2、CAS: 161755-53-9、CAS: 120359-07-1
• 雙(羥乙基)胺)-封端聚二甲基矽氧烷
• 甲醇官能化甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 68937-54-2、CAS: 68957-00-6、CAS: 200443-93-2
• 單甲醇封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 207308-30-3
• 單二甲醇封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 218131-11-4
■ 甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯官能化矽氧烷
• 甲基丙烯醯氧基丙基封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 58130-03-3
• (3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基丙基)-封端聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 128754-61-0
• 丙烯醯氧基封端氧化乙烯-二甲基矽氧烷-乙烯氧化物ABA嵌段共聚物,尤其是CAS: 117440-21-9
• 甲基丙烯醯氧基丙基封端分支鏈聚二甲基矽氧烷,尤其是CAS: 80722-63-0
• 甲基丙烯醯氧基丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 104780-61-2
• 丙烯醯氧基丙基甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物,尤其是CAS: 158061-40-6
• (3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基丙基)甲基矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物
• 甲基丙烯醯氧基丙基T-結構化矽氧烷,尤其是CAS: 67923-18-6
• 丙烯醯氧基T-結構化矽氧烷
■ 多面寡聚倍半氧矽烷(POSS)
■ 正矽酸四乙酯(TEOS)
■ 聚(有機)矽氧烷
壓模材料較佳地由環氧基-聚矽氧及/或丙烯酸酯-聚矽氧組成。因此,根據本發明之壓模材料之化學基本結構為聚二甲基矽氧烷,其中甲基由環氧基及/或丙烯酸酯基以規則或不規則間隔置換。此等化學基團較佳地允許根據本發明之壓模材料藉助於UV光而硬化。為了開始UV硬化製程,可將對應自由基及/或陽離子起動物添加至根據本發明之壓模材料。
另外,可能的是自上文所提及之材料之材料組合製造模具(尤其是壓模結構)。串聯地使用模具及底板亦為可能的,藉以模具及底板一般由不同材料組成。使用若干不同材料會導致將自其製造之個別或複合模具稱為混合式模具。在此狀況下,底板可充當模具之加勁材。然而,極其可撓性且僅充當模具之支撐件的底板亦為可能的。因而,底板尤其具有小於2,000 μm之厚度,較佳地小於1,000 μm,更佳地小於500 μm,且最佳地小於100 μm。
在尤其較佳實施例中,將模具塗佈有抗黏著層,以便另外達成根據本發明之壓模材料與軋花材料之間的黏著之縮減。抗黏著層較佳地為針對軋花材料具有對應低黏著性質之有機分子。正如大概針對(例如)金屬、陶瓷或玻璃模具之狀況,若模具已經為軋花材料之分子所不能滲透,則可消除作為擴散障壁的根據本發明之塗層,且可將模具直接地塗佈有抗黏著層,在此狀況下作為根據本發明之塗層。因此,基於黏著而產生相對於脫模性質之至少一正面影響。此塗層已經被提及於在此方面所參考之專利說明書PCT/EP2013/062922中。
在軋花材料之UV硬化中,根據本發明之壓模材料較佳地對於軋花材料交聯的電磁輻射之波長範圍至少部分地透明。在此狀況下,光學透明度大於0%,較佳地大於20%,更佳地大於50%,最佳地大於80%,且極度較佳地大於95%。針對光學透明度之波長範圍的值尤其介於100 nm與1,000 nm之間,較佳地介於150 nm與500 nm之間,更佳地介於200 nm與400 nm之間,且最佳地介於250 nm與350 nm之間。
若軋花材料將被熱硬化,則模具——尤其是根據本發明之塗層——具有儘可能高之熱導率。在此狀況下,該熱導率大於0.1 W/(m*K),較佳地大於1 W/(m*K),較佳地大於10 W/(m*K),最佳地大於100 W/(m*K),且極度較佳地大於1,000 W/(m*K)。
具有塗層之結構模具尤其經設計為溫度穩定的。可尤其在如下溫度下使用結構模具:高於25℃,較佳地高於100℃,更佳地高於250℃,最佳地高於500℃,且極度較佳地高於750℃。
E模數特性化材料之彈性。原則上,結構模具可具有任何E模數。然而,較佳的是可能的最小E模數以便使結構模具保持可變形,且因此能夠使其較容易地與軋花材料分離。彈性佔優勢地為熵彈性。因此,E模數尤其小於10,000 MPa,較佳地小於1,000 MPa,更佳地小於100 MPa,最佳地介於1 MPa與50 MPa之間,且極度較佳地介於1 MPa與20 MPa之間。
圖1a展示較佳丙烯酸聚矽氧之化學結構式,及
圖1b展示較佳環氧基聚矽氧之化學結構式。
Claims (41)
- 一種壓印模具,其包含: 壓模結構,其包含至少部分地由聚矽氧形成之壓模材料,該壓模結構之該壓模材料為可變形的,且具有小於10,000 MPa之E模數, 其中軋花材料與該壓模結構間的黏著小於2.5 J/m 2, 其中該壓模材料為該軋花材料之分子所不能滲透,且 其中該壓模材料具有小於1 μm之粗糙度。
- 如請求項1之模具,其中該壓模材料具有環氧基及丙烯酸基中至少一者。
- 如請求項1之模具,其中該聚矽氧係選自由以下所組成之群中的一或多者: 丙烯酸酯或環氧基聚矽氧, 多面寡聚倍半氧矽烷(POSS), 正矽酸四乙酯(TEOS),及 聚(有機)矽氧烷。
- 如請求項1之模具,其中該壓模材料藉由UV輻射或藉由熱照射而硬化。
- 如請求項1之模具,其中該壓模材料在介於5,000 nm與10 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項5之模具,其中該壓模材料在介於1,000 nm與100 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項5之模具,其中該壓模材料在介於700 nm與200 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項5之模具,其中該壓模材料在介於500 nm與400 nm之間之波長範圍內透明。
- 一種製造用於將軋花材料軋花至基板之壓印模具之方法,其包含: 形成具有至少部分地由聚矽氧形成之壓模材料之壓模結構,該壓模材料為可變形的,且具有小於10,000 MPa之E模數, 其中該壓模材料為該軋花材料之分子所不能滲透, 其中該壓模材料之粗糙度小於1 μm,且 其中該軋花材料與該形成之壓模結構間的黏著小於2.5 J/m 2。
- 如請求項9之方法,其中形成該壓模結構包含: 藉由UV輻射或藉由熱照射而硬化該壓模材料。
- 一種壓印模具,其包含: 壓模結構,其包含至少部分地由聚矽氧形成之疏水性壓模材料,該疏水性壓模材料為可變形的,且具有10,000 MPa之E模數, 其中疏水性軋花材料與該壓模結構間的黏著小於2.5 J/m 2。
- 一種具有壓模結構之壓印模具,其中該壓模結構係至少部分地由作為壓模材料之聚矽氧形成,該壓印模具額外包含與之串聯的底板,其中該壓印模具為可變形的,其中該壓印模具具有小於10,000 MPa之E模數,且其中該壓印模具之表面之粗糙度小於1 μm。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料具有環氧基及丙烯酸基中之至少一者。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料係由以下所提及之材料中的一或多者形成: 丙烯酸酯或環氧基聚矽氧, 多面寡聚倍半氧矽烷(POSS), 正矽酸四乙酯(TEOS),及 聚(有機)矽氧烷。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料藉由UV輻射或藉由熱照射而硬化,或該壓模材料可藉由UV輻射或藉由熱照射而硬化。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料在介於5,000 nm與10 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料在介於1,000 nm與100 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料在介於700 nm與200 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項12之模具,其中該壓模材料在介於500 nm與400 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項12至19中任一項之模具,其中該底板之材料不同於該壓印模具之材料。
- 如請求項12至19中任一項之模具,其中該底板係可撓的。
- 如請求項12至19中任一項之模具,其中該底板係充當該壓印模具之支撐件。
- 如請求項12至19中任一項之模具,其中該底板具有小於2,000 μm之厚度。
- 如請求項23之模具,其中該底板具有小於1,000 μm之厚度。
- 如請求項23之模具,其中該底板具有小於500 μm之厚度。
- 如請求項23之模具,其中該底板具有小於100 μm之厚度。
- 一種設計壓印模具之壓模結構之方法,其包含: 形成具有至少部分地由聚矽氧形成之壓模材料之該壓模結構, 將該壓印模具與底板串聯, 其中該壓印模具為可變形的, 其中該壓印模具具有小於10,000 MPa之E模數,且 其中該壓印模具之表面之粗糙度小於1 μm。
- 如請求項27之方法,其中該壓模材料藉由UV輻射或藉由熱照射而硬化。
- 如請求項27之方法,其中該壓模材料具有環氧基及丙烯酸基中之至少一者。
- 如請求項27之方法,其中該壓模材料係由以下所提及之材料中的一或多者形成: 丙烯酸酯或環氧基聚矽氧, 多面寡聚倍半氧矽烷(POSS), 正矽酸四乙酯(TEOS),及 聚(有機)矽氧烷。
- 如請求項27之方法,其中該壓模材料在介於5,000 nm與10 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項31之方法,其中該壓模材料在介於1,000 nm與100 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項31之方法,其中該壓模材料在介於700 nm與200 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項31之方法,其中該壓模材料在介於500 nm與400 nm之間之波長範圍內透明。
- 如請求項27至34中任一項之方法,其中該底板之材料不同於該壓印模具之材料。
- 如請求項27至34中任一項之方法,其中該底板係可撓的。
- 如請求項27至34中任一項之方法,其中該底板係充當該壓印模具之支撐件。
- 如請求項27至34中任一項之方法,其中該底板具有小於2,000 μm之厚度。
- 如請求項38之方法,其中該底板具有小於1,000μm之厚度。
- 如請求項38之方法,其中該底板具有小於500μm之厚度。
- 如請求項38之方法,其中該底板具有小於100 μm之厚度。
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