TWI322331B - - Google Patents
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Landscapes
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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Description
1322331 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種立體壓印技術’特別係關於一種在曲面 基材上進行立體壓印之技術。 【先前技術】
目前於曲面基材上之壓印技術是先以高分子層塗佈在曲 材上’顧離子束及光罩進行曝光之步驟，經顯影後 咼=子層即具有一定的圖案。利用反應離子蝕刻之方式蝕刻具 有南分子層随之;ε英基材’使®雜紅^英紐上。再以 此有圖案且具曲面之石英基材當作壓印模具進行曲面之壓印 步驟。但該技術有以下缺點，1·該技術需要複雜且昂貴的設 備’例如離f束，2.石英及基材之#面_近，但製備具 有曲面之;5英基材不但需湘離子束源，而且難赠準控制曲 成本Ϊ貝也热法大夏生產。因此，若要將此技術應用於 -業」，ί字無法於大部分產業界所使用之光微影製程設備進 最終勢必需縣新設備’因而增加成本，也此 瘙t的闲Μ。 為解決上述習知技術之缺點，本發曰月提供一種不需要特殊 特殊壓印機台設備之具曲面複合壓印模*，其較石 於非平整表面(如曲面）上之壓印，更可製作較具 變化且大面積之壓印 5 (S) 1322331 【發明内容】 立 辦mint主要目的係提供—種在曲面上藉由壓印形成 體圖案之方法，财法主要包括下列步驟： a. 在石夕晶圓上形成立體結構； b. 形成具曲面之複合壓印模具；以及 c. 壓印形成立體圖案。
其中在矽晶圓上形成立體結構之方法已在2〇〇5年4 台灣智慧啦局提出專财請。而本發明之另—目的在提供 一種具曲面之複合壓印模具，其包括一 pDMS壓印模板、二 PDMS塊材，其中該pDMS壓印模板與該pMS塊材係為一體 形；該複合壓印模具之形成方法如下： ⑻幵）成聚一甲基石夕氧炫（polydimethylsiloxane， PDMS)壓印模板：係於相對於立體結構澆入 PDMS ’並交聯得到pDMS壓印模板： (b) 形成PDMS塊材：係以曲面基材為模板，澆入 PDMS，並交聯得到PDMS塊材；
(c) 形成複合壓印模具·將PDMS麗印模板貼附於 PDMS塊材，使其成為一體之結構，完成具有與曲 面基材相同曲面之複合壓印模具。 待上述複合壓印模具形成後，本發明之另一目的係提供 一種於曲面基材上之立體壓印方法，該方法包括下列步驟：' ⑻選取基材.取一塗佈有聚甲基丙稀酸曱醋 (Polymethyl Methacrylate，PMMA)之曲面基材； (b)曲面壓印：加熱基材後，將上述複合壓印模具貼合 於曲面基材並進行壓印； ~ 〇 6 1322331 (c)冷卻脫模：持溫持壓30分鐘後，待基材冷卻後脫模 即於曲面基材上得到立體圖案。 【實施方式】 一以了將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。請參考第 盆一圖為本發明於曲面基材上之立體壓印技術之流程， ;J^含⑦晶®上形成立體結構⑽υ、形成具曲面之複合 ^換具⑽2) ’以及騎形成立翻#(SG3)。其詳細實施方 式如下： 1.在矽晶圓上形成立體結構(s〇1) 請-併參考圖二及圖三，圖二a及圖二b為具 ^陣圖案之示意圖，圖三a、圖三b為經二次反應離子^ <之立體圖案示意圖。在本發明中是先選取二種抗化學敍刻性 及抗物理_性不同之光阻，在此發明中是選用—般負型光阻 ϋ型光阻，首先藉負型光阻，树晶片上製作線陣圖案 U11) ’使用之負型光阻為SU8，為市販之光阻劑，將負型光阻 轉塗佈的方式塗佈於碎晶片上，經曝光、顯影後產生線陣 =。接下來藉由正型光阻’在已具有負型絲L所製作之線陣 ，案石夕晶片上，製作與負型光阻之線_案垂直的正型光阻線 陣圖案(S12)。使用之正型光阻為S1818，亦為市販之光阻劑， 同樣地將正型光阻以旋轉塗佈的方式塗佈於已具有負型光阻 所製作之線陣圖案上，經曝光、顯影後，得到與負型光阻所製 作之線陣垂直的正型絲線_#。接著將具有二垂直線陣圖 案的石夕晶片以反應離子蝕刻(Reactive I〇n EtcWng，機進行 f二次的蝕刻後，用丙酮將正型光阻Sl818去除(S13);再進 行第二次的蝕刻’再以Piraha溶液(硫酸及雙氧水之混合溶液） 將SU8負型光阻去除（S14)’即可以在矽晶片上製作出具有高 ，差不同之立體圖案(315)。圖二1)為以掃描式電子顯微鏡⑽M) 觀察矽晶片^之光阻圖案之側視影像照片，其結構就如圖二a 之示意圖所示，具有兩組光阻線陣圖案且互相垂直相交，惟兩 組光阻線陣圖案之寬度不同。負型光阻SU8之線陣圖案寬 10/im’正型光阻S1818之線陣圖案寬度為2#m。圖北為以# 齡矽晶片上之圖案之俯視影像照片， 丨F i看ί ^片上具有高低不同之立體®案，（30)為未 ^。I域’（31)為經-次韻刻區域，⑽為經二次姓刻之區 2.具曲面之複合壓印模具之製作(s〇2) 序可細分*三個部分’—是製作立體圖案之PDMS廢 （f21 ) ’二是製作具有與彎曲基材相同曲面之PDMS塊材 c ’三是將壓印模板貼附於PDMS塊材上，組合成一具曲面 之複合壓印模具(S23)。 a.製作具立體圖案之即似壓印模板(S21)
請參考圖四，以矽晶圓上之立體圖案為模仁(41)，並將此模仁 =1)置於一容器内，於本發明中，此容器為塑膠容器（4〇)，材 貝為PS，直徑約為9〇mm，高約為i5mm ,此塑膠容器具有不與 PDMS互相沾黏之特性，故易於脫模。將未交聯之pDMS (polydimethylsiloxane)與 lg 交聯劑（curing agent)混合， 兩者混合重量比例為10 :；[。充分攪拌混合後，將此混合溶液 (42)倒入已放置模仁(41)之塑膠容器内（4〇)，靜置12小時後 置入60°C之烘箱使其能完全交聯。以此方法可將模仁（41)之 立體圖案轉移至PDMS模板上，經與模仁(41)及塑膠容器（40) 脫模後’即得到具立體圖案之PDMS壓印模板(43)，此PDMS壓 印模板(43)厚度小於〇. 5腿。請參考圖五a及圖五b，此兩張 圖為以掃描式電子顯微鏡觀察PDMS壓印模板(43)上之立體圖 案之影像照片，此PDMS壓印模板(43)上之立體圖案為以複製 矽晶片上之立體圖案得到，故圖案之高低起伏與矽晶片之圖案 完全相反。 1322331 b. 製作具有與彎曲基材相同曲面之pdms塊材(S22) 請參考圖六’將彎曲基材放置於塑膠容器内，此塑膠容器 之大小及材質與製作立體圖案之PDMS壓印模板(43)中所使用 之塑膠谷器相同’本實施例中使用之彎曲基材為一具有曲面之 玻璃基材（61)，此玻璃基材（61)已預先做過表面處理，故不與 PDMS互相沾黏，利於脫模。表面處理之方法為將此玻璃基材（6j) 浸泡於 OTS(n-Octadecyltrichlorosilane)及環己院 (cyclohexane)之混合溶液内，〇TS及環己烷之體積比例約為 1 . 100。取 30g 未交聯之 pDMS( polydimethyl si loxane )與 3g交聯劑混合’兩者混合重量比例為1〇 :丨。充分攪拌混合後， 將此混合溶液（62)倒入已放置玻璃基材（61)之塑膠容器内 (60) ’靜置12小時後置入6〇。(：之烘箱使其能完全交聯。經脫 模後’即得到一具有與彎曲基材相同曲面之PDMS塊材（63)。 c. 將壓印模板貼附於PDMS塊材上，組合成一具曲面之複合壓 印模具(S23) ^請參考圖七，因為在a中提到之具立體圖案之PDMS壓印 模，(43)其厚度小於0.5腿，故不需其他之黏著劑或其他器具 固_定就可與b中之PDMs塊材（63)直接結合，亦即將PDMS壓印 巧板(43)貼附於pdms塊材（63)上，形成一具曲面之複合壓印 模具(73)。推測此為靜電力之作用使pDMS壓印模板(43)及 PDMS塊材（63)可緊密結合。 而實際將立體壓印技術用於曲面基材上之流程如圖八， L取一塗佈有向分子PMMA(81)的曲面基材，本發明選用玻璃 基材(80)。 2·玻璃基材(80)加熱後’將複合壓印模具(7〇)貼合於曲面基 材並進行壓印。持溫持Μ 30分鐘後’待基板冷卻舰模，即 可於曲面基材上得到ΡΜΜΑ之立體結構。請參考圖九，圖九 10 1322331 為以掃描式電子顯微鏡觀察曲面基材上之PMMA立體圖案之影 像照片。此PMMA立體圖案是藉由具有圖五所示之微結構之壓 印模具經由壓印之過程所得到，故圖案之高低起伏與圖五所 示之圖案為完全相反。 11 1322331 【圖式簡單說明】 圖一.於曲面基材上之立體壓印技術之流程 圖二a.具有二垂直光阻線陣圖案之立體示意圖 圖二b.具有二垂直光阻線陣圖案之SEM側視圖 圖三a.經二次反應離子蝕刻後矽晶片上之立體 圖案示意圖 圖三b.經二次反應離子蝕刻後矽晶片上之立體 圖案SEM俯視圖 圖四.立體圖案之PDMS壓印模板製作方式 圖五a. PDMS壓印模板上之立體圖案之SEM圖 圖五b. PDMS壓印模板上之立體圖案之SEM圖 圖六.具有與彎曲基材相同曲面之PDMS塊材製作方式 圖七.具曲面之複合壓印模具製作之示意圖 圖八.立體壓印技術應用於曲面基材上之示意圖 圖九曲面基材上之BMA立體圖案之SEM圖。 【主要元件符號說明】 30未經蝕刻區域 31經一次蝕刻區域 32經二次钱刻區域 40塑膠容器 41模仁 42混合溶液 43 PDMS壓印模板 60塑膠容器 61玻璃基材 62混合溶液 63 PDMS塊材 70複合壓印模具 80曲面基材 81高分子PMMA層 12
Claims (1)
- 十、申請專利範圍： 1.驟種在曲面上藉由壓印形成立體圖案之方法，其包括下列步 a. 在矽晶圓上形成立體結構； b. 形成具曲面之複合壓印模具；以及 c. 壓印形成立體圖案。 2· 項所述之方法，其中切晶圓上形成立 光阻树晶片上製作線陣圖案、 ，正阻在已具有負型光阻所製作之線陣圖 ^與負型*阻之線陣酸垂直的正型光阻線;糊‘、將具 有-垂直線陣圖案㈣晶片以反應離子_機進彳亍第一^ =刻，，再以丙幡正型光阻去除、進行第二次祕刻 同安里光阻去除、树晶片上制—具有高低差不同之 圖栗。 3· ίί請ΐ利範圍第1項所述之方法’其中在形成具曲面之複 :壓印核具之步驟中更包括製作上述立體圖案之聚二甲基矽 氧烷(polydimethylsiloxane ’ PDMS)壓印模板、製作具有與曲 面基材相同曲面之PDMS塊材、將該PDMS壓印模板&附&盥 曲面基材_曲面之PDMS塊材上，完成具有與曲面基材相^ 曲面之複合壓印模具。 4·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該pDMS壓印模版材 料係採用PDMS混合溶液，該PDMS溶液係由未交聯之pdms 及交聯劑以重量比例1〇 : 1混合而成。 5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該pDMS塊材材料係 為PDMS混合溶液，該PDMS溶液係由未交聯之pdms及交聯劑 以重量比例10 : 1混合而成。 6, 如申請專利範圍第3項所述之方法’其中該該曲面基材為一 具有曲面之玻璃基材。 ⑧， 13 1322331 7. 如申請專巧，圍帛6項所述之方法，其中該玻璃基材浸泡於 十八烧基二氯石夕院（n-〇ctadeCyitrichlorosilane，OTS)及 環己烷(cyCl〇hexane)之混合溶液内，〇TS及環己烷之體積比 例约為1 : 100。 、 8. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該壓印形成立體圖 案之步驟中更包括取一塗佈有聚甲基丙烯酸曱酯 (Polymethyl Methacrylate，PMMA)的曲面基材、將複合壓印模 具貼合於該曲面基材上進行壓印、持溫持壓，待基板冷卻後 脫模’即可於曲面基材上得到PMMA之立體結構。 9. 一種具曲率之複合壓印模具’其包括： 一 PDMS壓印模板，其用於形成立體圖案； 一 PDMS塊材，其與曲面基材有相同之曲面； 其中該PDMS壓印模板與該PDMS塊材係為一體成形。 10'如申晴專利範圍第9項所述之複合壓印模具，其中該 壓印模版材料係採用PDMS混合溶液，係由未交聯之pdms及 交聯劑以重量比例1〇 : 1混合而成。 Η.如申晴專利範圍第9項所述之複合壓印模具，其中該pdms 塊材材料係為PDMS混合溶液，係由未交聯之PDMS及交聯劑 以重量比例10 : 1混合而成。 12. 如申請專利範圍第9項所述之複合壓印模具，其中該該曲 面基材為一具有曲面之玻璃基材。 13. 如申請專利範圍第12項所述之複合壓印模具，其中該玻璃 基材浸泡於十八烷基三氣矽烧 (n-〇ctadecyltrichlorosi lane，0TS)及環己烷(cyclohexane) 之混合溶液内，0TS及環己烷之體積比例約為1 : 1〇〇。
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| TW200741337A (en) | 2007-11-01 |
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