TWI345135B - Method of fabricating a mold - Google Patents

Description

1345135 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種製造模具之方法，此模具應用於製造一半 導體積體電路及一平面顯示器中。 【先前技術】 一般積體電路及平面顯示器具有由複數個薄膜形成之複數個 電路，其中此複數個薄膜係由半導體材料所製成；一絕緣材料； V電材料以及一濾光yf材料。此複數個薄膜中的某些係在一基 板上進行圖案化。一種使用爛遮罩（即，光阻圖案）之圖案化 製程提供了此圖案化之_。透過將光崎料賴於待侧薄膜 上以形成-光阻_ ’接著曝光此細材料以及對此光阻材料進 行顯影程序。 所述曝光製程s要曝光光罩及曝光設備以選擇性地曝光此光 阻材料。因而，需魏行i外之處释驟（即，配置此曝光光 罩）。因此’包含有此絲製程之先阻材料的圖案化製程，具有複 雜之處理次序。因此，半導體積體電路晶片及平涵示器之產^ 將被大打折扣。此外，隨著所錢案要求更大的精確度及更少的 圖案面積’因而相對增加曝絲罩及曝光設備之價格。因此，、包 含有曝光製程之圖案化製程，增加了半導體積體電路晶片及平面 顯不器之製造成本。 為了解決上述問題，於是業界提出—種無曝光製程之平面印 1345135 刷如iane _lng ; !PP)方法。平面印刷方法透過將期望之圖 案轉印至圖案目標薄膜而形成圖案化薄膜。此外，面内印刷方法 能透過朗—模具職望之_轉印至_級材料而形成—光阻 圖案。此模具包含一壓印有精細圖案之彈性材料。 ^ 1Λ ® , ^ 1β 備之杈具之不意圖。請參閱「第1A圖」，— =—主基板11上’其中此嫩11上W圖孝3 ^如1板11係岭或賴所形成且第―圖案η係由A機材 -氧切、氮切及金屬其巾之_ 例如光阻及蝶其中之—所形成。 ♦次由有機材料 :基板η上之樹脂層15係透過加熱而固 熱固化之聚二甲基梦姐之分子鏈將被釋放 接•咖層15表面。如此將使樹脂層 二基， 恆定值。換句話的，樹㈣15呈有—心之表__持於-親油性）。 州曰層15具有.不變之表面特性（即， 如第1B圖」所示，熱固性之樹脂層 4 ‘分離之_旨層15在其底面具有_凹陷19,，、主基㈣相分 13之形狀所形成。相應地，具有鳴之二^ 模具17以圖案化—圖案目標薄膜或-光阻〇層15用以作為一 然而，視圖案目標薄膜之材料、製程條件以及期望圖案之需· 同表面能量之模具。為了滿足平面

、平面印刷方法需要具有不 印刷方法之不同需求，使用一 相應地，本發明係有關—種製造模具之方法，其能充分克服 由於先前技術之侷限及缺點所帶來之一或多個問題。 本發明-方面在於提供—種製造模具之方法，透過改變模具 之表面此量以獲得具有期望表面特性之模具。 本發明之另一目的在於提供一 模具之變形。 種製造核具之方法，其能防止 本發明其他的伽、目的和特徵將在如獨說明書中部分地 加以闡述，或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其 他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指 明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。 為了獲得本發明的這些目的和其他特徵，現對本發明作具體 化和概括性的描述，本發明之一種製造模具之方法包含有以下+ 驟··形成一光可聚合樹脂層於一主基板與一透明模具基板之間， 1345135 其中一第一圖案形成於此主基板上；藉由穿過透明模具基板之紫 外線曝光此光可聚合樹脂層以使其固化；以及透過將此光可聚合 樹脂層自主基板上分離以形成一具有第二圖案之模具，其中第二 圖案以凹陷形式存在於此光可聚合樹腊層上而與第一圖案相應， 且此光可聚合樹腊層係與透明模具基板相接合。 可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的 本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了 進一步揭示本發明之申請專利範圍。 【實施方式】 以下’將結合圖式部齡体發明的較佳實施方式作詳細說明。 第2A圖至第％圖係為本發明一實施例之模具製造方法之橫 截面圖。如「第2A圖」所示，一光可聚合樹脂層25形成於形成 有一第-圖案23的主基板21之上。一模具基板27形成於光可聚 °樹^層2)之上。在本實施例中，柄聚合樹脂層25係透過在 •^有第圖术23之主基板21上塗覆一液態之光可聚合樹脂而形 成，然後’再將模具基板27黏附於光可聚合樹脂層25上。或者， 先將光可聚合樹脂層25形成於模具基板27上，其後，再將具有 弟一圖案23之主基板21黏附於光可聚合樹脂層25上。 主基板21可由石夕或玻璃材料形成且第-圖案23由-齡機 物形成’舉例而言’由二氧切、氮切以及金屬其中之一所形 成。模具基板27可由-種透明材料所形成，例如玻璃。光可聚^ 1345135 '十月曰層25包含一液化咼分子前驅物材料（即，聚胺酯丙婦酸酯、 丙烯酸％氧丙酯以及甲基丙烯酸丁酯其中之一）。此外，例如 irgaCure 369或irgacure 819之光起始劑可包含於液化高分子前驅 物材料之中。另一種形式下，光可聚合樹脂層25可包含一有機溶 W在此溶劑中光可聚合液化高分子前驅物材料能被稀釋。 如「第2B圖」所示，光可聚合樹脂層25藉由穿過透明的模 具基板27之紫外線而曝光。此紫外線係以3之光線 強度照射光可聚合_層25騎5至15秒。財外線照射光可 聚:樹月曰層25的較佳時間約為1〇秒鐘。紫外線之照射允許光可 聚合樹脂層25巾之光可料高分子前驅物透過改賴分子前驅物 或反應部份之射㈣發生㈣或·。可透過調節料線之光線 強度及照射日摘崎魏可聚合樹歸Μ之表面能倾。進一步 而。於光可聚合翻旨層25中之缺始财助於材聚合液 化高分_在斜線作訂精和緩的反應。 如「第2C圖」所示，透過紫外線固化之光可聚合樹脂層25 係與主基板21相分離。但光可聚合樹脂層％仍黏附於模具基板 27上㈣Μ形式存在之第二圖制配設於光可聚合樹脂層 表上光可聚合樹脂層25能被穿過模具基板27之紫外 線曝光且物第二次岐。透過此第二固化棘，光可聚合樹脂 層25之内部將如同表面—樣被固化。 在此第一固化過程中，係以光線強度3至2〇mW/咖2之紫外 1345135 - > 線照射光可聚合樹脂層25持續20秒至30分鐘。較佳情況下係以 光線強度大約3或n mWW之料賴们或1G分鐘。透過改 變光可聚合樹脂層25内部之交聯程度、反應部份或分子排列，第 -紫外線允許光可聚合樹脂層Μ具有不同之表面能量。此外，包 含於光可聚合_層25巾之光起始财祕光可聚合液化高分子 前驅物材料在紫外線作用下進行和緩的反應。

、被紫外線固化之光可聚合樹脂層25在-平面印刷方法中係用 二作為-模具29。由於光可聚合樹脂層25被紫外軸化兩次，使 得光可聚合樹騎25之内部及外部表面被完全細㈣（或 作用部）得以轉。因而，可防止模具四產生變形。黏附於模具 基板27上之光可聚合樹脂層25允許__無需透過曝光過程. 成同L光阻圖案亦無需經由曝光過程而可 之薄膜圖案係用於製 ^ 錢桃裝置，而此光關案_作-钱刻 核具29之表面能量會根據第一及第二照射條件而改變。因 爾崎魏峨㈣娜。實際上， =?表面能量較大時’模具29具有-親水表面特性。另 特性^模具29之表面能量較小時，模具29具有—親油表面 ，。蚀具29形成之後則不再需要額外之紫外線則p 表—下列「表―」係表示由實驗所獲得之模具29的表面能量。

丄J J 丄J J 固化條件

第一照射條件 ------ 光線強度 (mW/cm2) 士在本貝把例中’係利用不同之紫外線強度及照射時間作斥 樹月曰層25 H、射條件下之―種情況係為紫外線強度大^ 功WW且照射時間大約為1Q秒。第—照射條件下之另一御 係為紫外線強度大約為llmwW且照射時間大約為丨〇秒 T射條件下之—種情崎鱗外_度大約為3 mWem2且的 ^大約為！或5分鐘。第二照射條件下之另—種情況係為紫 相度大約為11 mW/em2且照射時間大約為}或$分鐘。 在第-種情況下，僅執行強度為3 mww之第一照射⑺ 丄345135 鐘（即’沒有第二照射）’其結果為分佈D = 41 〇、極性、 總值T=5G.3以及D/P比率％。在第二種情況下，執行強度為 之第一照射10秒鐘且執行強度為3mwcm2之第二照射 60秒鐘，其結杲為分佈D==314、極性9、總值乂

及D/P比率=4.5。在第三種情况下，執行強度為3續咖2之第 一照射㈣鐘且執行強度為3爾cm2之第二照射秒鐘，且 結果為分佈D=26.4、極性一 ' 總值Tf比率I H 二騎叫鐘，其絲為分佈^ t月況下，執行強度為3mW/ 2 ^

一 2之第二照射3〇。秒鐘=:=_行強度為 = 5.0、總值T=2S.1K及D/p比率〜6。'.刀$ =23.卜極性P 由表」可見，當不執行第二昭 最大。而在執行同—第-照射之條打矣八29之表面能量 照射中紫外線之強度及/或照辦、面能量輯著在第二 定相同之第1射條叙在第_射絲。此外，在給 情況下，模具29之表面能量將外t有相同照射時間的 3 mw/cm^ 5 ^ 果，模具29之表喊量的分仙、極之弟―照射條件下的結 皆相對減少。舉例+ ^ 總值T以及D/P比率 田僅執订強度為11讀/cm2之第-照射

c S 12 1345135 10 1½%，其結果為分佈D = 394、極性2、總值Τ=47 6 以及D/P比率二4 8。換句話而言，當執行強度為iimw/cm2之第 …、射1〇私鐘或執行強度為3或11 mW/cm2之第二照射1或5 分鐘時’其分佈D、極性P、總值以及D/p比率之值皆低於執行強 度為3 mw/cm2之第一照射1〇秒鐘及執行強度為3或u mW/cm2 之第一照射1或5分鐘的情況下之結果。 如上所述根據第一及第二照射條件，模具Μ之表面能量可 /、有23至50之不同數值。通常，如果模具29的表面能量較大， ，模具29具有一親水表面特性。相反地，如果模具29的表面能 里車乂小’職具29具有—親油表面雜。因而，如果在給定同樣 之第-照射條件下’第二紫外線之強度較小且第二照射時間縮 短，則使模具29具有親水性。另—方面，當第二紫外線之強度較 ^且第二照射時間較長時，則使模具29具有親油性。此外，在給 定同樣之第二照射條件下，如果在第一照射中之紫外線強度較 小’則使模具29具有親水性；如果在第—照射中之紫外線強度較 大，則使模具29具有親油性。 如上所述，樹脂層係透過在形成有第_圖案之主基板上塗覆 具有先可聚合特性之樹脂而形成。此樹脂層係_於_透明_ 具基板上，錢’樹脂層之表面透過第—紫外線之照射而得以固 匕。換具則係透過將固化之樹脂層自主基板上分離而形成，此主 基板具有黏附於模具基板上之樹脂層。 13 < S ) 1345135 在本發明之實施例中，可額外照射一紫外線至經第一照射之 知十月曰層上。此樹脂層之内部能透過兩次的紫外線照射而得以固 化。因此，模具形狀之變形能得以防止。進一步而言，由於透過 改又第一及第二照射條件，模具之表面能量能得以調節，因而模 具之表面特性可被輕易地選擇。

本領域之技術人員應當意識到本發明之製造模具之方法在不 脫離本&明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本 發明之專利保護範圍之内。因此本發明之專利保護範圍須視本說 明書所附之申請專利範騎界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1A圖至第iB圖 圖；以及 係為先前技術之製造模具之方法之橫截面

主基板 第一圖案 樹脂層 光可聚合樹脂層 模具 【主要元件符號說明】 11 >21 13 '23 15 25 17、29 14 1345135 19、31 27 凹陷 模具基板

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Claims (1)

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十、申請專利範圍·· 1. 一種製造模具之方法，其包含有以下步驟·· 形成一光可聚合樹脂層於一主基板與一透明模具基板之 間’其中一第一圖案形成於該主基板上； 藉由穿透該透明模具基板之一第一紫外線照射該光可聚 合樹脂層以使其第一次固化； 藉由自該主基板上分離該固化之光可聚合樹脂層以形成 一第二圖案，其中該第二圖案係以凹陷形式存在於該光可聚合 樹脂層上而與該第一圖案相應，且該光可聚合樹脂層係與該透 明模具基板相接合；以及 藉由一第二紫外線直接照射該固化之光可聚合樹脂層以 使其第一次固化，藉以使該光可聚合樹脂層之内部完全固化， 由此獲得一模具， 其中該光可聚合樹脂層之表面能量係透過調整該第一固 化步驟及辦二固化步财之該料_強度與照射時間至 少其中之一而改變。 2. 如申請專利範圍帛1項所述之方法，其中該光可聚合樹脂層具 有一光可聚合液化高分子前驅物。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法’其中於該第一固化步驟中 更包含： 以強度大約為2至20 mW/em2之該料線照射該光可聚合 16 99年12月3日替換頁- 樹脂層大約5至15秒鐘。 如申晴專利範圍第3項所述之方法，其中於該第一固化步驟中 更包含： 以強度大約為3 mW/cm2之該紫外線照射該光可聚合樹脂 層大約10秒鐘。 如申睛專利範圍第3項所述之方法，其中於該第一固化步驟中 更包含： 以強度大約為11 mW/cm2之該紫外線照射該光可聚合樹隹 脂層大約10秒鐘。 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該光可聚合樹脂層包 含聚胺醋丙烯酸酯(p〇lyUrethane acrylate)、丙烯酸環氧丙酯 (glycidyl acrylate)以及曱基丙烯酸丁酉旨(butyi methacrylate)其中 之一。 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該光可聚合樹脂層更 包含一光起始劑。 _ 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中於形成該光可聚合樹 脂屬之步驟更包含： 塗覆一樹脂於該主基板上且將塗覆有該樹脂之該主基板 黏附於該透明模具基板上。 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中於形成該光可聚合樹 脂層之步驟更包含：

99年12月3日替換頁 透明於該翻模具基板上且將塗財該樹脂之該 透明拉具基板_於該主基板上。 其中該主基板包含石夕及玻 1〇’如申請專利_第2項所述之方法， 璃其中之一。 u.==r範圍第丨項所述之方法，其中該第-圖案包含下歹 她、之·—乳化石夕'氮化石夕與金屬之無機材料以及光13 與蠟之有機材料。 12. ^申睛專利範圍第丨項所述之方法，其中在該第二固化步驟中 a射至該光可聚合樹脂層之蹄外、_射咖較該第一固化 步驟中之該紫外線照射時間為長。 13. 如申”請專利範圍第12項所述之方法，其中在該第二固化步驟 中知射至該光可聚合樹脂層之該紫外線照射時間大約係為該 第一固化步驟中之該紫外線照射時間的6至3〇倍。 14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中在該第—及第二固 化步驟中照射至該光可聚合樹脂層之該紫外線具有相同之紫 外線強度。 15·如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該紫外線強度係為 大約3 mW/cm2及大約11 mW/cm2其中之一。 16.如申請專利範圍第14項所述之方法，其中在該第一固化步驟 中照射至該光可聚合樹脂層之該紫外線強度大約3 mW/cm2， 並且在該第二固化步驟中照射至該光可聚合樹脂層之該紫外 1345135 99年12月3日替換頁- 線強度大約11 mW/cm2。 17.如申請專利範圍第14項所述之方法，其中在該第一固化步驟 中照射至該光可聚合樹脂層之該紫外線強度大約11 mW/cm2，並且在該第二固化步驟中照射至該光可聚合樹脂層 之該紫外線強度大約3 mW/cm2。

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