用于将图案转印到物体的设备制造技术

一种用于将图案转印到物体（２）上的设备（４）。本发明专利技术特别地涉及微结构和毫微结构的生成。该设备包括对准装置（１０），它设置成与第一接触装置（７）连接，以控制第一印模（８）沿垂直于推压方向（Ａ）的方向上的运动，和具有第二印模（１２）的第二接触装置（１１），第二印模（１２）用于将第二图案压印到物体（２）的第二表面（６）上，和推压装置（９），它还用于沿推压方向（Ａ）推动第二印模（１２）与物体（２）的第二表面（６）接触。由此得到了设计简单的设备，它具有较高的印模与物体的对准精确度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及将图案从印模转印到物体上。本专利技术特别地涉及微结构和毫微结构的生成。
技术介绍
生成毫微结构(即数量级为100nm和更小的结构)的有前景的技术是所谓的毫微压印平版印刷术，但是该技术也可以用于微观结构。该技术记载在文献US-A-5,772,905中，在这里参引该文献。在该平版印刷术中，其主要步骤示意性地显示在图1a-d中，毫微结构的图案从印模1转印到物体2上。物体2由基片2a和加在它上面的聚合材料膜2b(保护层)组成。将膜2b加热到适当的温度后，将印模1压入其中(图1b)。当在层2b中形成理想深度的凹进部分3时，印模1则从物体2处离开(图1c)。随后，除去(例如通过蚀刻)在凹进部分3或加到基片上的一些其它材料中的任何残余膜，从而暴露出基片。根据上述的用于执行上面的平版印刷术工艺的美国专利的设备包括带有印模的接收表面的第一接触装置，用于相互接触或连接第一和第二接收表面的第二接触装置。加到基片上的膜非常薄，典型地是50-200nm。为了使物体的结构均匀，则印模和物体就必须以几毫微米的精确度相互平行。特别地，由于对精确度的高要求这一事实，当加工微结构和毫微结构时，在对准印模和物体时，非常需要精确地控制印模沿垂直于推压方向的方向上的移动，因为印模的小位移也会造成严重后果，即转印到物体上的图案不能使用。基片通常由脆性材料(例如Si/SiO2，GaAs或InP)制成，在接触过程中，施加到基片上的压强较高，典型地是4-10MPa。当一个图案要在一个工序中转印到物体的两个表面时，需要更可靠地沿垂直于推压方向的方向上控制印模。具体地，在这种情况下重要的是图案的转移具有高精确度，问题可能是物体被彻底破坏，也就不能用了。而且，为了以有利的方式将图案转印到物体上，物体被加热到约150-300℃的温度。在推压过程中，这样高的物体的温度使热量从物体转移到周围(即印模和接触装置)。在该热传递过程中，得到了在已知装置中的不均匀的温度分布(也在随后的物体冷却过程中)，从而接触装置和印模的形状和尺寸发生变化，因而会引起设备中的元件的位移。这会对最终产品产生严重后果，因为图案相对于预定位置的仅仅微小的位移也会造成产品无用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是全部地或部分地克服上述现有技术的缺点。更具体地，一个目的是提供一种用于将图案转印到物体的设备，所述设备在推压过程中具有较高的印模的精确度。本专利技术的另外一个目的是提供一种设备，它不受物体的偏移温度的影响。本专利技术的再一个目的是提供一种设备，它结构简单，可以以有利的方式用它将图案同时转印到物体的两个表面上。本专利技术的一个特殊目的是提供一种设备，它适用于将微结构或毫微结构转印到物体上。上述目的，以及从下面的描述中可以明白的许多其它目的、优点和特征，通过根据本专利技术的方案、通过一种用于将图案转印到物体的设备来实现，所述的物体具有第一表面和第二表面，所述的设备包括具有第一印模的第一接触装置，该第一印模用于将第一图案压印到物体的第一表面上，以及推压装置，该推压装置用于沿推压方向推动第一印模与物体的第一表面接触。此外，一个对准装置与第一接触装置连接，以控制第一印模沿垂直于推压方向的方向上的运动，具有第二印模的第二接触装置用于将第二图案压印到物体的第二表面上，该推压装置还用于沿推压方向推动第二印模与物体的第二表面接触。由此，得到了设计简单的设备，它具有较高的印模相对于物体的对准精确度，这样，在操作设备的过程中，在现有技术中会发生的位移被限制到几乎不可察觉的精确度范围内的等级，这在将图案同时转印到物体的第一表面和第二表面时是必须的。在操作本专利技术的设备的过程中，推压装置沿推压方向推动第一印模与物体的第一表面接触。在整个移动中，对准装置控制着第一印模沿垂直于推压方向的方向上的运动，从而确保第一印模按预定精确地接触物体的第一表面。当推压装置沿推压方向进一步推压，第二印模会与物体的第二表面接触，由此第一印模将第一图案压印到物体的第一表面上，同时第二印模将第二图案压印到物体的第二表面上。该设备设计简单，并且由此可以允许印模在高压下与物体接触。根据本专利技术的一个优选实施方案，可以设置对准装置与第二接触装置连接。从而确保更高的精确度，这样，在推压过程中，接触装置之间不会发生相对位移。在本专利技术的一个有利的实施方案中，对准装置可以是臂，它从至少第一接触装置伸出到适用于一个固定支架的导轨，其中臂设置成在导轨上沿推压方向滑动。由此得到结构简单的具有高对准精确度的设备。而且，该对准装置可以不经过结构改变而结合到现有的设备中。有利地，根据本专利技术，接触装置的尺寸可以基本上相同。因此，两个接触装置的传热能力基本上相同，所以向它们传递的热不会影响它们的相互对准。实际上，两个接触装置的可能发生的热位移基本上相同。此外，根据本专利技术可以设置一个加热装置，以将物体加热到预定温度。物体的温度可以加热到500℃，优选在250-350℃之间，最优选在280-320℃之间。上述的温度区间取决于基片的材料，这是本领域技术人员可以理解的。根据本专利技术，可以使用一个温度传感器监测物体在压印图案过程中的温度。根据本专利技术，可以设置一个压力传感器与推压装置连接。而且，可以使用一个控制装置，基于压力传感器监测到的压力，使推压装置在印模和物体之间产生给定的压力。在本专利技术的一个优选的有利的实施方案中，印模可以具有微结构或毫微结构的图案。物体可以优选地包括基片和加在该基片上的聚合材料层。在本专利技术的一个优选实施方案中，推压装置可以设置为机械操作装置，例如千斤顶(jack)或螺杆。由此最小化在液压机中经常产生的对准误差。在本专利技术的一个有利的实施方案中，可以在接触装置与推压装置之间设置一个热传递隔板，使它们之间的热传递最小化。由此，不会发生整个装置不均匀的热传递，避免了造成对准误差的后果。附图说明下面参考所附的示意图更详细地描述本专利技术及其优点，这些附图作为实例示出本专利技术的目前优选的实施方案。图1a-1d示出了根据已知方法通过毫微压印平版印刷术将图案从印模转印到基片。图2是本专利技术的第一实施方案的设备的示意图。图3是本专利技术的第二实施方案的设备的示意图。图4是本专利技术的第三实施方案的设备的一部分的示意图。图5是本专利技术的第四实施方案的设备的一部分的示意图。所有的图都是高度示意性的，不一定成比例，它们只示出了为说明本专利技术所必需的部分，其它部分被省略或仅仅予以暗示。具体实施例方式图2是本专利技术的第一实施方案的设备的示意图。设备4用于将图案转印到物体2上，所述的物体2具有第一表面5和第二表面6，所述的设备4包括具有第一印模8的第一接触装置7，第一印模8用于将第一图案压印到物体2的第一表面5上。此外，推压装置9用于沿推压方向(由箭头A所示)推动第一印模8与物体2的第一表面5接触。在该实施方案中，推压方向是显示为推压装置9的垂直运动，但是，根据本专利技术它也可以是水平的或倾斜的运动，这是本领域技术人员可以理解的。推压装置9可以是现有技术中的类型，例如液压或气动操作压力机。但是，根据本专利技术，推压装置可以设置为机械操作装置，例如千斤顶(jack)或螺杆，由此得到简单且便宜的装置，并且仍然具有较高的推压精确度。对推压装置的一般要求是，它们能给物体施加将图案转印到物体期间要使用的精确的预定压力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将图案转印到物体（２）上的设备（４），所述物体（２）具有第一表面（５）和第二表面（６），所述设备（４）包括具有第一印模（８）的第一接触装置（７），第一印模（８）用于将第一图案压印到物体（２）的第一表面（５）上，以及推压装置（９），该推压装置（９）用于沿推压方向（Ａ）推动第一印模（１２）与物体（２）的第一表面接触，其特征在于，所述设备（４）还包括一个对准装置（１０），该对准装置（１０）设置成与第一接触装置（７）连接，以控制第一印模（８）沿垂直于推压方向（Ａ）的方 向上的运动，以及具有第二印模（１２）的第二接触装置（１１），第二印模（１２）用于将第二图案压印到物体（２）的第二表面（６）上，推压装置（９）还用于沿推压方向（Ａ）推动第二印模（１２）与物体（２）的第二表面（６）接触。

【技术特征摘要】
SE 2002-8-27 0202550-0;US 2002-8-27 60/406,0521.一种用于将图案转印到物体(2)上的设备(4)，所述物体(2)具有第一表面(5)和第二表面(6)，所述设备(4)包括具有第一印模(8)的第一接触装置(7)，第一印模(8)用于将第一图案压印到物体(2)的第一表面(5)上，以及推压装置(9)，该推压装置(9)用于沿推压方向(A)推动第一印模(12)与物体(2)的第一表面接触，其特征在于，所述设备(4)还包括一个对准装置(10)，该对准装置(10)设置成与第一接触装置(7)连接，以控制第一印模(8)沿垂直于推压方向(A)的方向上的运动，以及具有第二印模(12)的第二接触装置(11)，第二印模(12)用于将第二图案压印到物体(2)的第二表面(6)上，推压装置(9)还用于沿推压方向(A)推动第二印模(12)与物体(2)的第二表面(6)接触。2.根据权利要求1所述的设备(4)，其中，设置一个对准装置(10)与第二接触装置(11)连接。3.根据权利要求1或2所述的设备(4)，其中，对准装置(10)是臂(13)，它从至少第一接触装置(7)伸出到适用于一个固定支架(15)的导轨(14)，并且臂(13)设置成在导轨(14)上沿推...

【专利技术属性】
技术研发人员：L奥尔松，P安德松，
申请(专利权)人：奥博杜卡特股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]