用于將圖案轉印到物體的設備制造技術

一種用于將圖案轉印到物體（２）上的設備（４）。本發明專利技術特別地涉及微結構和毫微結構的生成。該設備包括對準裝置（１０），它設置成與第一接觸裝置（７）連接，以控制第一印模（８）沿垂直于推壓方向（Ａ）的方向上的運動，和具有第二印模（１２）的第二接觸裝置（１１），第二印模（１２）用于將第二圖案壓印到物體（２）的第二表面（６）上，和推壓裝置（９），它還用于沿推壓方向（Ａ）推動第二印模（１２）與物體（２）的第二表面（６）接觸。由此得到了設計簡單的設備，它具有較高的印模與物體的對準精確度。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體上涉及將圖案從印模轉印到物體上。本專利技術特別地涉及微結構和毫微結構的生成。
技術介紹
生成毫微結構(即數量級為100nm和更小的結構)的有前景的技術是所謂的毫微壓印平版印刷術，但是該技術也可以用于微觀結構。該技術記載在文獻US-A-5,772,905中，在這里參引該文獻。在該平版印刷術中，其主要步驟示意性地顯示在圖1a-d中，毫微結構的圖案從印模1轉印到物體2上。物體2由基片2a和加在它上面的聚合材料膜2b(保護層)組成。將膜2b加熱到適當的溫度后，將印模1壓入其中(圖1b)。當在層2b中形成理想深度的凹進部分3時，印模1則從物體2處離開(圖1c)。隨后，除去(例如通過蝕刻)在凹進部分3或加到基片上的一些其它材料中的任何殘余膜，從而暴露出基片。根據上述的用于執行上面的平版印刷術工藝的美國專利的設備包括帶有印模的接收表面的第一接觸裝置，用于相互接觸或連接第一和第二接收表面的第二接觸裝置。加到基片上的膜非常薄，典型地是50-200nm。為了使物體的結構均勻，則印模和物體就必須以幾毫微米的精確度相互平行。特別地，由于對精確度的高要求這一事實，當加工微結構和毫微結構時，在對準印模和物體時，非常需要精確地控制印模沿垂直于推壓方向的方向上的移動，因為印模的小位移也會造成嚴重后果，即轉印到物體上的圖案不能使用。基片通常由脆性材料(例如Si/SiO2，GaAs或InP)制成，在接觸過程中，施加到基片上的壓強較高，典型地是4-10MPa。當一個圖案要在一個工序中轉印到物體的兩個表面時，需要更可靠地沿垂直于推壓方向的方向上控制印模。具體地，在這種情況下重要的是圖案的轉移具有高精確度，問題可能是物體被徹底破壞，也就不能用了。而且，為了以有利的方式將圖案轉印到物體上，物體被加熱到約150-300℃的溫度。在推壓過程中，這樣高的物體的溫度使熱量從物體轉移到周圍(即印模和接觸裝置)。在該熱傳遞過程中，得到了在已知裝置中的不均勻的溫度分布(也在隨后的物體冷卻過程中)，從而接觸裝置和印模的形狀和尺寸發生變化，因而會引起設備中的元件的位移。這會對最終產品產生嚴重后果，因為圖案相對于預定位置的僅僅微小的位移也會造成產品無用。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是全部地或部分地克服上述現有技術的缺點。更具體地，一個目的是提供一種用于將圖案轉印到物體的設備，所述設備在推壓過程中具有較高的印模的精確度。本專利技術的另外一個目的是提供一種設備，它不受物體的偏移溫度的影響。本專利技術的再一個目的是提供一種設備，它結構簡單，可以以有利的方式用它將圖案同時轉印到物體的兩個表面上。本專利技術的一個特殊目的是提供一種設備，它適用于將微結構或毫微結構轉印到物體上。上述目的，以及從下面的描述中可以明白的許多其它目的、優點和特征，通過根據本專利技術的方案、通過一種用于將圖案轉印到物體的設備來實現，所述的物體具有第一表面和第二表面，所述的設備包括具有第一印模的第一接觸裝置，該第一印模用于將第一圖案壓印到物體的第一表面上，以及推壓裝置，該推壓裝置用于沿推壓方向推動第一印模與物體的第一表面接觸。此外，一個對準裝置與第一接觸裝置連接，以控制第一印模沿垂直于推壓方向的方向上的運動，具有第二印模的第二接觸裝置用于將第二圖案壓印到物體的第二表面上，該推壓裝置還用于沿推壓方向推動第二印模與物體的第二表面接觸。由此，得到了設計簡單的設備，它具有較高的印模相對于物體的對準精確度，這樣，在操作設備的過程中，在現有技術中會發生的位移被限制到幾乎不可察覺的精確度范圍內的等級，這在將圖案同時轉印到物體的第一表面和第二表面時是必須的。在操作本專利技術的設備的過程中，推壓裝置沿推壓方向推動第一印模與物體的第一表面接觸。在整個移動中，對準裝置控制著第一印模沿垂直于推壓方向的方向上的運動，從而確保第一印模按預定精確地接觸物體的第一表面。當推壓裝置沿推壓方向進一步推壓，第二印模會與物體的第二表面接觸，由此第一印模將第一圖案壓印到物體的第一表面上，同時第二印模將第二圖案壓印到物體的第二表面上。該設備設計簡單，并且由此可以允許印模在高壓下與物體接觸。根據本專利技術的一個優選實施方案，可以設置對準裝置與第二接觸裝置連接。從而確保更高的精確度，這樣，在推壓過程中，接觸裝置之間不會發生相對位移。在本專利技術的一個有利的實施方案中，對準裝置可以是臂，它從至少第一接觸裝置伸出到適用于一個固定支架的導軌，其中臂設置成在導軌上沿推壓方向滑動。由此得到結構簡單的具有高對準精確度的設備。而且，該對準裝置可以不經過結構改變而結合到現有的設備中。有利地，根據本專利技術，接觸裝置的尺寸可以基本上相同。因此，兩個接觸裝置的傳熱能力基本上相同，所以向它們傳遞的熱不會影響它們的相互對準。實際上，兩個接觸裝置的可能發生的熱位移基本上相同。此外，根據本專利技術可以設置一個加熱裝置，以將物體加熱到預定溫度。物體的溫度可以加熱到500℃，優選在250-350℃之間，最優選在280-320℃之間。上述的溫度區間取決于基片的材料，這是本領域技術人員可以理解的。根據本專利技術，可以使用一個溫度傳感器監測物體在壓印圖案過程中的溫度。根據本專利技術，可以設置一個壓力傳感器與推壓裝置連接。而且，可以使用一個控制裝置，基于壓力傳感器監測到的壓力，使推壓裝置在印模和物體之間產生給定的壓力。在本專利技術的一個優選的有利的實施方案中，印模可以具有微結構或毫微結構的圖案。物體可以優選地包括基片和加在該基片上的聚合材料層。在本專利技術的一個優選實施方案中，推壓裝置可以設置為機械操作裝置，例如千斤頂(jack)或螺桿。由此最小化在液壓機中經常產生的對準誤差。在本專利技術的一個有利的實施方案中，可以在接觸裝置與推壓裝置之間設置一個熱傳遞隔板，使它們之間的熱傳遞最小化。由此，不會發生整個裝置不均勻的熱傳遞，避免了造成對準誤差的后果。附圖說明下面參考所附的示意圖更詳細地描述本專利技術及其優點，這些附圖作為實例示出本專利技術的目前優選的實施方案。圖1a-1d示出了根據已知方法通過毫微壓印平版印刷術將圖案從印模轉印到基片。圖2是本專利技術的第一實施方案的設備的示意圖。圖3是本專利技術的第二實施方案的設備的示意圖。圖4是本專利技術的第三實施方案的設備的一部分的示意圖。圖5是本專利技術的第四實施方案的設備的一部分的示意圖。所有的圖都是高度示意性的，不一定成比例，它們只示出了為說明本專利技術所必需的部分，其它部分被省略或僅僅予以暗示。具體實施例方式圖2是本專利技術的第一實施方案的設備的示意圖。設備4用于將圖案轉印到物體2上，所述的物體2具有第一表面5和第二表面6，所述的設備4包括具有第一印模8的第一接觸裝置7，第一印模8用于將第一圖案壓印到物體2的第一表面5上。此外，推壓裝置9用于沿推壓方向(由箭頭A所示)推動第一印模8與物體2的第一表面5接觸。在該實施方案中，推壓方向是顯示為推壓裝置9的垂直運動，但是，根據本專利技術它也可以是水平的或傾斜的運動，這是本領域技術人員可以理解的。推壓裝置9可以是現有技術中的類型，例如液壓或氣動操作壓力機。但是，根據本專利技術，推壓裝置可以設置為機械操作裝置，例如千斤頂(jack)或螺桿，由此得到簡單且便宜的裝置，并且仍然具有較高的推壓精確度。對推壓裝置的一般要求是，它們能給物體施加將圖案轉印到物體期間要使用的精確的預定壓力。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將圖案轉印到物體（２）上的設備（４），所述物體（２）具有第一表面（５）和第二表面（６），所述設備（４）包括具有第一印模（８）的第一接觸裝置（７），第一印模（８）用于將第一圖案壓印到物體（２）的第一表面（５）上，以及推壓裝置（９），該推壓裝置（９）用于沿推壓方向（Ａ）推動第一印模（１２）與物體（２）的第一表面接觸，其特征在于，所述設備（４）還包括一個對準裝置（１０），該對準裝置（１０）設置成與第一接觸裝置（７）連接，以控制第一印模（８）沿垂直于推壓方向（Ａ）的方 向上的運動，以及具有第二印模（１２）的第二接觸裝置（１１），第二印模（１２）用于將第二圖案壓印到物體（２）的第二表面（６）上，推壓裝置（９）還用于沿推壓方向（Ａ）推動第二印模（１２）與物體（２）的第二表面（６）接觸。

【技術特征摘要】
SE 2002-8-27 0202550-0;US 2002-8-27 60/406,0521.一種用于將圖案轉印到物體(2)上的設備(4)，所述物體(2)具有第一表面(5)和第二表面(6)，所述設備(4)包括具有第一印模(8)的第一接觸裝置(7)，第一印模(8)用于將第一圖案壓印到物體(2)的第一表面(5)上，以及推壓裝置(9)，該推壓裝置(9)用于沿推壓方向(A)推動第一印模(12)與物體(2)的第一表面接觸，其特征在于，所述設備(4)還包括一個對準裝置(10)，該對準裝置(10)設置成與第一接觸裝置(7)連接，以控制第一印模(8)沿垂直于推壓方向(A)的方向上的運動，以及具有第二印模(12)的第二接觸裝置(11)，第二印模(12)用于將第二圖案壓印到物體(2)的第二表面(6)上，推壓裝置(9)還用于沿推壓方向(A)推動第二印模(12)與物體(2)的第二表面(6)接觸。2.根據權利要求1所述的設備(4)，其中，設置一個對準裝置(10)與第二接觸裝置(11)連接。3.根據權利要求1或2所述的設備(4)，其中，對準裝置(10)是臂(13)，它從至少第一接觸裝置(7)伸出到適用于一個固定支架(15)的導軌(14)，并且臂(13)設置成在導軌(14)上沿推...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L奧爾松，P安德松，
申請(專利權)人：奧博杜卡特股份公司，
類型：發明
國別省市：SE[瑞典]