專利名稱：大面積輥?zhàn)訉?duì)輥?zhàn)拥目逃∑桨嬗∷⒌闹谱鞣椒?br> 大面積輥?zhàn)訉?duì)輥?zhàn)拥目逃∑桨嬗∷⑾嚓P(guān)申請(qǐng)的交互引用根據(jù)35U. S. C. § 119(e) (1)，本申請(qǐng)要求對(duì)2008年4月1日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/041，264號(hào)以及2009年3月31日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/415，563號(hào)的權(quán)益， 本文以參見(jiàn)方式引入該兩個(gè)專利的全部?jī)?nèi)容。
背景技術(shù)：
微型制造包括制造非常小的其結(jié)構(gòu)在100納米量級(jí)或更小的結(jié)構(gòu)。微型制造具有 相當(dāng)大影響的應(yīng)用是在集成電路的制造工藝中。半導(dǎo)體加工工業(yè)不斷地努力提高產(chǎn)量，同 時(shí)增加襯底上形成的每單位面積的電路數(shù)量，因此，微型制造變得日益重要。微型制造提供 更好的工藝過(guò)程控制，同時(shí)繼續(xù)減小所形成結(jié)構(gòu)的最小結(jié)構(gòu)的尺寸。已采用微型制造的其 它發(fā)展領(lǐng)域包括生物技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)等。如今采用示例微型制造技術(shù)通常稱之為刻印平版印刷。示例的刻印平版印刷工藝 在許多專利出版物中已有詳細(xì)描述，諸如美國(guó)專利出版物第2004/0065976號(hào)、美國(guó)專利出 版物第2004/0065252號(hào)，以及美國(guó)專利第6，936，194號(hào)，所有這些專利都被本文以參見(jiàn)方 式引入。各個(gè)上述美國(guó)專利出版物和專利中公開(kāi)的刻印平版印刷技術(shù)包括在可成形(可 聚合)層內(nèi)形成凹凸的圖形，并將對(duì)應(yīng)于凹凸圖形的圖形并轉(zhuǎn)印到下方的襯底上。襯底可 聯(lián)接到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，以獲得便于圖形轉(zhuǎn)印過(guò)程的要求的定位。圖形轉(zhuǎn)印過(guò)程使用與襯底間 隔開(kāi)的模板以及施加在模板與襯底之間的可成形的液體。該可成形液體固化而形成硬層， 該硬層具有的圖形對(duì)應(yīng)于接觸可成形液體的模板的表面形狀。固化之后，模板與硬層分離， 以使模板和襯底間隔開(kāi)。襯底和固化層然后經(jīng)受附加的轉(zhuǎn)印過(guò)程，以將凹凸圖形轉(zhuǎn)印到對(duì) 應(yīng)于固化層內(nèi)圖形的襯底內(nèi)。


為了更詳細(xì)地理解本發(fā)明，參照附圖所示實(shí)施例提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述。 然而，應(yīng)該指出，附圖僅是示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此，不應(yīng)被認(rèn)為對(duì)本發(fā)明范圍的 限制。圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化側(cè)視圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖。圖3示出圖2所示膜片的簡(jiǎn)化側(cè)視圖，該膜片具有定位在其上圖形層。圖4示出圖2所示輥?zhàn)咏M件的俯視圖。圖5示出膜片的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，該膜片具有在其上的局部捕集的材料液滴。圖6A示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖。圖6B示出圖6A的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，該系統(tǒng)具有施加力，該力提供刻 印平版印刷模板和膜片上材料之間的接觸。圖7A示出平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，該系統(tǒng)具有施加力，該力提供第一刻印平版印刷模板和膜片上材料之間的接觸。圖7B示出圖7B的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，該系統(tǒng)具有一施加力，該力提供第二刻印平版印刷模板和膜片上材料之間的接觸。圖8示出用來(lái)在膜片上刻印圖形的方法的流程圖。圖9示出具有多個(gè)模具的模板的俯視圖。圖10A示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖。圖10B示出圖10A的平版印刷系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，該系統(tǒng)具有根據(jù)一實(shí)施例的 在膜片上刻印圖形的模具。圖11示出具有模具第一圖形的模具的第一模板的俯視圖。圖12示出具有與圖11的第一模板的第一圖形的模具互補(bǔ)的具有第二圖形的模具 的第二模板的俯視圖。圖13示出使用多個(gè)模板在膜片上刻印圖形的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，特別是圖1，如圖所示的用于平版印刷的現(xiàn)有技術(shù)的輥?zhàn)咏M件系統(tǒng)采用 制造很困難卻能保持所要圖形的保真度的模板。例如，當(dāng)使用如此設(shè)計(jì)的系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu) 小于亞lOOnm的模板來(lái)說(shuō)圖形的保真度減損。此外，難于達(dá)到均勻的壓力，這樣，這種輥?zhàn)?組件系統(tǒng)形成的圖形的結(jié)構(gòu)可由于形成的不均勻的壓力而變得變形。參照?qǐng)D2-4，圖中所示的是用來(lái)在根據(jù)本發(fā)明的膜片12上形成凹凸圖形的平版印 刷系統(tǒng)10。膜片12的材料可包括但不限于聚合物膜、玻璃、硅、氮化硅、Kevlar 加固定聚 合物膜、鋁和/或類似材料。膜片12的厚度可基于設(shè)計(jì)的考慮。例如，膜片12可以是厚度 近似為10 u m-500 u m的薄膜片12。膜片12可以具有高度柔性。膜片12可聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輥?zhàn)?3上。例如，如圖2所示，膜片12可聯(lián)接到輥 子13a和13b。如圖7A和7B所示，膜片12可聯(lián)接到輥?zhàn)?3c、13d和13e。應(yīng)該指出的是， 根據(jù)設(shè)計(jì)上的考慮，可采用任何數(shù)量的輥?zhàn)?3。例如，在圖7A和7B中，輥?zhàn)?3d可提供附 加的支承，以使膜片12的總體和/或局部變形最小。附加的輥?zhàn)?3可提供進(jìn)一步的支承 以使這種變形最小。輥?zhàn)?3可促進(jìn)膜片12的至少一部分的運(yùn)動(dòng)。例如，圖2的輥?zhàn)?3a和13b可轉(zhuǎn) 動(dòng)而促進(jìn)膜片12沿箭頭17方向運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可有選擇地提供疊加在模板18上的膜片 12的不同部分。例如，膜片12的第一部分15可具有與模板18重疊的固定面積。輥?zhàn)?3 可有選擇地促進(jìn)膜片12的運(yùn)動(dòng)，以使膜片第一部分15可具有固定的用于刻印圖形的1米 乘1米的與模板18重疊的面積。在固定面積的圖形成形之后，輥?zhàn)?3可促進(jìn)膜片12運(yùn)動(dòng)， 以使膜片12的第一部分15與模板18偏離。為了簡(jiǎn)化描述，輥?zhàn)?3沒(méi)有詳細(xì)描述(例如， 直徑、材料特性)，因?yàn)橛糜谄桨嬗∷⒐に囍械妮佔(zhàn)邮切袃?nèi)眾所周知的。每個(gè)輥?zhàn)?3可具有軸線Ax。例如，圖2中的輥?zhàn)?3a和13b分別具有軸線~和 A2。輥?zhàn)?3的軸線Ax可以在系統(tǒng)10內(nèi)基本上彼此平行地定位。例如，輥?zhàn)?3a和13b可 基本上彼此平行地定位在同一平面Pi內(nèi)，使得膜片12的第一部分15可相對(duì)于平面P2內(nèi)的 模板18基本上平行地定位?；蛘?，輥?zhàn)?3的軸線Ax可以基本上平行，且相對(duì)于彼此定位在 不同的平面內(nèi)，使得膜片12的第一部分15可相對(duì)于平面P2內(nèi)的模板18成一角度地定位。該角度可根據(jù)設(shè)計(jì)考慮予以確定。膜片12可聯(lián)接到卡盤16上?？ūP28可以構(gòu)造成(但不限于)真空、針型、槽型、靜電、電磁和/或其它類似的卡盤類型。示例卡盤在美國(guó)專利第6，873，087號(hào)中作進(jìn)一步 介紹，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。在一實(shí)施例中，卡盤16還可以是如美國(guó)專利出版物第 20070190200中所描述的多孔的卡盤，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。在另一實(shí)施例中，膜片 12可以由中空或?qū)嵭膲K支承以替代卡盤16或附加于卡盤16。塊體可在大小和/或形狀上 類似于卡盤16，且通常地可對(duì)膜片提供支承，以防止膜片12總體上和/或局部上彎曲。模板18可包括從其朝向膜片12延伸的平臺(tái)20，該平臺(tái)20具有位于其上的圖形表 面22。平臺(tái)20可稱為模具20或刻印模具20?；蛘撸０?8可形成為沒(méi)有平臺(tái)20。模板18和/或模具20可由這樣的材料形成，包括但不限于熔融硅石、石英、硅、 有機(jī)聚合物、硅氧烷聚合物、硼硅酸鹽玻璃、碳氟化物聚合物、金屬、硬化藍(lán)寶石和/或其它 等。模板18的厚度可基于設(shè)計(jì)的考慮。在一個(gè)實(shí)施例中，模板18可具有近似為0.5mm的 厚度。如圖2-4所示，圖形表面22包括由多個(gè)間隔開(kāi)的凹陷24和/或突出26形成的結(jié) 構(gòu)，但本發(fā)明實(shí)施例不局限于這種構(gòu)造。圖形表面22可形成待在膜片12上形成圖形的基 礎(chǔ)的任何原始圖形?；蛘撸瑘D形表面22可以是基本上光滑的和/或平面的。模板18可聯(lián)接到卡盤28?？ūP28可以構(gòu)造成(但不限于)真空、針型、槽型、靜 電、電磁和/或其它類似的卡盤類型。示例卡盤在美國(guó)專利第6，873，087號(hào)中作進(jìn)一步介 紹，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。此外，卡盤還可以聯(lián)接到刻印頭30，以使卡盤28和/或刻 印頭30可構(gòu)造成促進(jìn)模板18運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)10還可包括流體分配系統(tǒng)32。流體分配系統(tǒng)32可用來(lái)將可聚合材料34沉 淀在膜片12上。可聚合材料34可使用各種技術(shù)來(lái)定位在膜片12上，所述技術(shù)諸如落下分 配、旋轉(zhuǎn)涂敷、液滴涂敷、化學(xué)蒸發(fā)沉淀(CVD)、物理蒸發(fā)沉淀(PVD)、薄膜沉淀、厚膜沉淀， 和/或諸如此類方法等。例如，可聚合材料34可使用諸如以下專利中所述的技術(shù)定位在 膜片12上，諸如美國(guó)專利出版物第2005/0270312號(hào)以及美國(guó)專利出版物第2005/0106321 號(hào)，本文以參見(jiàn)方式引入該兩個(gè)專利。可聚合材料34可在模具20和膜片12之間形成理想 的體積之前和/或之后設(shè)置在膜片12上，根據(jù)設(shè)計(jì)的考慮而定。可聚合材料34可作為多個(gè)間隔開(kāi)的液滴沉積在膜片12第一部分15上。例如，可 聚合材料34可以是沉積液滴，使每個(gè)液滴的單位體積在約1-200皮升之間。可聚合材料34 的液滴可根據(jù)下落圖形沉積在膜片12的第一部分上。下落圖形可基于設(shè)計(jì)考慮和/或確 定為提供諸如美國(guó)專利出版物第2005/0270312號(hào)所描述的具體結(jié)構(gòu)，本文以參見(jiàn)方式引 入該專利?？删酆喜牧?4可包括如美國(guó)專利第7，157，036號(hào)和美國(guó)專利出版物第 2005/0187339號(hào)中所述的單體混合物，本文以參見(jiàn)方式引入該兩個(gè)專利。此外，為了在刻印 之后便于弄濕和/或粘結(jié)，膜片12可用美國(guó)專利出版物第2007/0114686號(hào)中所述的合成 物進(jìn)行處理，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。參照?qǐng)D2-4，系統(tǒng)10還可包括沿著路徑42聯(lián)接到直接能量40的能源38?？逃☆^ 30和/或輥?zhàn)?3可構(gòu)造成與路徑42重疊地定位模板18和膜片12的第一部分15。系統(tǒng) 10可由處理器54調(diào)節(jié)，所述處理器與輥?zhàn)?3、刻印頭30、流體分配系統(tǒng)32、泵系統(tǒng)60和/或能源38通信，并可在儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器56內(nèi)的計(jì)算機(jī)可讀程序上進(jìn)行操作?？逃☆^30可變化模具20和膜片12第一部分15之間的距離，以在其間形成可用可聚合材料34填充的所要求的體積。例如，刻印頭30可對(duì)模板18施加有力，以使模具20 接觸可聚合材料34。在所要求的體積用可聚合材料34填充之后，能源38產(chǎn)生能量40，例 如，紫外線輻射，致使可聚合材料34固化和/或與膜片12的第一部分15的表面44和圖形 表面22的形狀相一致的交聯(lián)，在膜片12第一部分15上形成圖形層46。圖形層46可包括 殘留層48和多個(gè)如突出50和凹陷52所示的結(jié)構(gòu)，使突出50的厚度為、，殘留層的厚度為 t2。參照?qǐng)D7A和7B，可使用多個(gè)模板18在膜片12上形成圖形層46。例如，第一部分 處的第一模板18b可形成圖形層46的第一部分15，而第二部分處的第二模板18c可形成圖 形層46的第一部分15。圖形層46的第一部分15可由第一模板18b形成圖形，在膜片12 上形成第一層，而第二模板18c直接在第一層上形成第二層圖形?；蛘撸瑘D形層46的第一 部分可由第一模板18b形成圖形，用形成各鄰近區(qū)域圖形的第二模板18c來(lái)形成多個(gè)圖形 區(qū)域。在膜片12第一部分15形成圖形之后，輥?zhàn)?3可促進(jìn)膜片12的運(yùn)動(dòng)，以使膜片12 第一部分15遠(yuǎn)離(例如，偏離)模板18定位，膜片12第二部分17可與模板18重疊定位。 例如，如圖2所示，輥?zhàn)?3a和13b可促進(jìn)膜片12沿箭頭17方向的運(yùn)動(dòng)，以使膜片12第一 部分15遠(yuǎn)離模板18定位，而膜片12第二部分17a可與模板18重疊定位。膜片12第二部 分17a然后可形成圖形，而輥?zhàn)?3可促進(jìn)膜片12的運(yùn)動(dòng)，以使膜片12的另一部分可與模 板18重疊定位。該過(guò)程可按需要重復(fù)多次。輥?zhàn)?3可用作為導(dǎo)向輥來(lái)促進(jìn)如圖2所示的膜片的運(yùn)動(dòng)，和/或輥?zhàn)?3可儲(chǔ)存 未刻印的膜片12和/或刻印的膜片12。例如，未刻印的膜片12可同心地環(huán)繞在輥?zhàn)?3a 周圍，以形成第一卷筒，而刻印的膜片12可同心地環(huán)繞在輥?zhàn)?3b周圍，以形成第二卷筒。圖形層46可用如美國(guó)專利出版物第2008/0308971號(hào)所述的保護(hù)膜進(jìn)行保護(hù)，本 文以參見(jiàn)方式引入該專利。如此的保護(hù)膜可使得再將膜片12捕獲到卷筒內(nèi)，而不損壞圖形 層46和/或其后在膜片12上加工出的圖形。例如，材料可沉積在圖形層46上和/或沉積 在膜片12上其后加工的圖形上，固化并被再捕獲到輥?zhàn)?3b內(nèi)以便儲(chǔ)存膜片12。上述系統(tǒng)和過(guò)程還可使用在刻印平版印刷工藝及系統(tǒng)中，可參見(jiàn)美國(guó)專利第 6，932，934號(hào)、美國(guó)專利出版物第2004/0124566號(hào)、美國(guó)專利出版物第2004/0188381號(hào)，以 及美國(guó)專利出版物第2004/0211754號(hào)，本文以參見(jiàn)方式引入所有這些專利。可聚合材料液滴的合并參照?qǐng)D2和5，一旦分配的可聚合材料34液滴定位在膜片12第一部分15上，可聚 合材料34的液滴就可變得捕集在膜片12和/或模具20之間。例如，具有最小厚度的膜片 12 (例如，近似為10 u m-500 u m的薄膜片)可能不能支承可聚合材料34液滴的重量。這 樣，膜片12可在捕集液滴的液滴重量作用下形成波動(dòng)?？删酆喜牧?4液滴的這種捕集可 致使膜片12變形，如圖5所示。為了防止變形，可將膜片12保持在相對(duì)平坦的構(gòu)造內(nèi)(例 如，膜片的表面基本上沒(méi)有突出和/或凹陷)。此外，合并諸液滴而形成連續(xù)層，可使可聚合 材料34的液滴最小和/或防止可聚合材料34捕集和使膜片12變形。參照?qǐng)D2和5-7，如上所述，刻印頭30可對(duì)模板18施加有力，以使模具20接觸可聚合材料34。該力和/或其它外力(這里通稱為作用力F或力F)可被控制以使可聚合材 料34液滴在膜片12上的局部捕集最小。例如，作用力F的大小可被控制(最小)而使用可 聚合材料34與模具20和/或膜片12的毛細(xì)現(xiàn)象力，正如美國(guó)專利出版物第2005/0061773 號(hào)中中進(jìn)一步所述的，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。作用力F的控制可由下式確定F h3v μ(方程 1)其中，h是液滴高度(例如，200nm-1000nm，較佳地大于400nm)，ν是模具20接 觸液滴的速度(例如，20-100 μ m/sec)；而μ是液滴中可聚合材料34的粘度(例如， 0. 5cps_200cps)ο此外，通過(guò)改變與膜片12相關(guān)的張力，可提供和/或控制可聚合材料34液滴的合 并。通過(guò)用纖維(例如，金屬纖維、玻璃纖維和/或諸如此類的纖維)加強(qiáng)膜片12可提供 增加的拉伸強(qiáng)度。纖維可沿輥?zhàn)?3提供的拉伸力的方向?qū)R。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于厚度 為100 μ m、寬度為Im的膜片12，與膜片12相關(guān)的張力大小可近似為1至200N，拉伸強(qiáng)度為 l-200Mpa。還可通過(guò)改變膜片12上可聚合材料34的表面接觸角度(例如，1° -30° )來(lái)提 供和/或控制可聚合材料34液滴的合并。改變表面接觸角度的示例方法還可見(jiàn)美國(guó)專利 序列號(hào)第12/336,821號(hào)和美國(guó)專利出版物第2006/0175736號(hào)中所描述，本文以參見(jiàn)方式 引入該兩個(gè)專利。此外，通過(guò)調(diào)整可聚合材料34的粘度、可聚合材料34液滴的大小，和/或可聚 合材料34液滴在膜片12上的放置情況，來(lái)提供和/或控制可聚合材料34液滴的合并。 例如，可聚合材料34的粘度可在lcpS-200cpS之間變化。液滴的大小可使直徑近似在 10 μ m-100 μ m之間，高度近似在20nm-1000nm之間，和/或液滴之間中心到中心的距離在近 似為10μπι-250μπι。這些元素中的每個(gè)都可進(jìn)行調(diào)整，以有助于可聚合材料34液滴的合 并。圖8示出一示例方法80的流程圖，該方法用來(lái)使可聚合材料34液滴在膜片12上 的捕集為最小，和/或在刻印平版印刷工藝過(guò)程中使膜片12變形為最小。在步驟82中，可 確定液滴圖形，以將可聚合材料34的液滴放置在膜片12上。可確定液滴圖形，以提供刻印 平版印刷工藝過(guò)程中理想的殘留層厚度和由模具20形成的所要求的結(jié)構(gòu)。此外，可使用估 計(jì)的液滴高度和估計(jì)的可聚合材料34粘度來(lái)確定液滴圖形。在步驟84中，可確定模具20 與可聚合材料34接觸的估計(jì)粘度。在步驟86中，可使用估計(jì)的高度、估計(jì)的粘度和估計(jì)的 速度，來(lái)確定估計(jì)的力F的大小。在步驟88中，可聚合材料34可根據(jù)液滴圖形來(lái)分配在膜 片12上。在步驟90中，模具20可基于估計(jì)的速度接觸可聚合材料34。可為液滴提供合并 的機(jī)會(huì)。或者，可確定各種條件(例如，估計(jì)的高度、估計(jì)的粘度等)，以使可聚合材料34液 滴可在模板18與可聚合材料34液滴接觸之前合并。在步驟92中，可估計(jì)膜片12的變形 和/或圖形層46的連續(xù)性。在步驟94中，可調(diào)整分配的液滴估計(jì)高度和可聚合材料34的 估計(jì)粘度，和/或可改變估計(jì)的模具20與可聚合材料34接觸的速度，來(lái)根據(jù)對(duì)膜片12變 形和/或圖形層46的連續(xù)性的估計(jì)調(diào)整力F的估計(jì)大小。在步驟96中，可根據(jù)對(duì)膜片12 變形和/或圖形層46的連續(xù)性的估計(jì)，來(lái)調(diào)整膜片12的張力、可聚合材料34的表面接觸 角度和/或下落圖形中液滴的下落放置。在步驟98中，可重復(fù)步驟86-96，直到膜片12的變形為最小，和/或獲得圖形層46的理想的連續(xù)性為止。大面積成形圖形為了在膜片12上形成圖形時(shí)提高產(chǎn)量，可使用多個(gè)模具20和/或多個(gè)模板18的實(shí)施例。例如，參照?qǐng)D2、9和10，模板18可設(shè)置有多個(gè)模具20，使每個(gè)模具20能夠基本上 在同時(shí)間和/或相對(duì)不同的時(shí)間內(nèi)對(duì)膜片12形成圖形。例如，圖9的模板18可包括多個(gè) 模具20a、20b、20c、20d、20e、20f、20g、20h和20i。模具20a_20i可以基本上與圖2所示的 模具20相同。每個(gè)模具20a-20i可具有在其上形成的基本上相同的圖形和/或在其上形 成的不同的圖形。例如，模具20b、20d、20f和20h可具有在其上形成的基本上相同的圖形， 并稱其為MOLD1 ；而模具20a、20C、20e、20g和20i可具有在其上形成的基本上相同的圖形， 并稱其為M0LD2。甚至MOLD2還可與MOLD1互補(bǔ)。應(yīng)該指出的是，模板18a可具有定位在其 上任何數(shù)量的模具20，根據(jù)設(shè)計(jì)的考慮，使模具20具有任何圖形的組合。模板卡盤28和/或泵系統(tǒng)60可控制圖9所示模板18a的形狀。模板卡盤28的 至少一部分和模板18a與各模具20重疊的區(qū)域，這可形成腔室62。例如，模板卡盤28的 至少一部分和模板18a的與各模具20a、20b和20c重疊的區(qū)域，分別形成腔室62a、62b和 62c。為了簡(jiǎn)化圖示說(shuō)明，在圖IOA和IOB中僅示出腔室62a-62c ；然而，應(yīng)該理解的是，腔 室62d-62i可基本上類似于腔室62a-62c。每個(gè)腔室62可與泵系統(tǒng)60流體地連通。泵系統(tǒng)60可聯(lián)合地控制每個(gè)腔室62內(nèi) 的壓力?；蛘?，每個(gè)腔室62可與單獨(dú)的泵系統(tǒng)60連通。泵系統(tǒng)60控制每個(gè)腔室62內(nèi)的壓力，以在基本上相同的時(shí)間和/或相對(duì)不同的 時(shí)間段內(nèi)提供膜片12的圖形成形。例如，可聚合材料34可分配在膜片12上，泵系統(tǒng)60使 模具20a在不同于模具20b和/或20c的時(shí)間段內(nèi)使可聚合材料34在膜片12上形成圖形， 如圖IOB所示。示范的圖形形成技術(shù)還在美國(guó)專利出版物第2007/0190200號(hào)中有描述。參照?qǐng)D7、11和12，在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)10可包括至少兩個(gè)模板18b和18c。模 板18b和18c可基本上類似于如本文所述的模板18和18a。模板18b可與模板18c互補(bǔ)，且反之亦然。例如，模板18b的基本上沒(méi)有模具20 的那些部分21，可具有對(duì)應(yīng)于模板18c內(nèi)具有模具20的部分64的區(qū)域。如圖7、11和12 所示，模板18b包括對(duì)應(yīng)于模板18c的部分21a、21c、21e、21g和21 的模具20a、20c、20e、 20g和20i。同樣地，模板18c包括對(duì)應(yīng)于模板18b的部分21b、21d、21f和21h的模具20b、 20d、20f 和 20h。模板18b和18c可與泵系統(tǒng)60流體地連通，形成腔室62a_62i，類似于以上參照?qǐng)D 10所描述的系統(tǒng)。例如，對(duì)于模板18b來(lái)說(shuō)，模板卡盤28的至少一部分和模板18b的與各 個(gè)模具20a、20c、20e、20g和20i重疊區(qū)域，形成了腔室62a、62c、62e、62g和62i。此外，腔 室62a、62c、62e、62g和62 可與模板18c的部分21a、21c、21e、21g和21 重疊。對(duì)于模板 18c來(lái)說(shuō)，模板卡盤28的至少一部分和模板18c的與各個(gè)模具20b、20d、20f和20h重疊的 區(qū)域，形成了腔室62b、62d、62f和62h。此外，腔室62b、62d、62f和62h可與模板18c的部 分 21b、21d、21f 和 21h 重疊。圖13示出用來(lái)使用模板18b和18c以形成膜片12的圖形的方法100的流程圖。 在步驟102中，可將可聚合材料34分配膜片12上。在步驟104中，泵系統(tǒng)60可將腔室62b、 62d、62f和62h置于真空狀態(tài)下，以使模板18b的部分21b、21d、21f和21h彎曲遠(yuǎn)離膜片12，導(dǎo)致模具20a.20c.20e.20g和20 朝向膜片12彎曲。這樣，模板18b的模具20a、20c、 20e、20g和20i可接觸可聚合材料34，而模板18b的部分21b、21d、21f和21h未接觸可聚 合材料34。在步驟106中，可聚合材料可固化而形成跳棋盤圖形。應(yīng)該指出的是，可根據(jù)設(shè) 計(jì)的考慮來(lái)形成任何圖形。例如，跳棋盤圖形的第一部分可形成有隨后的模板，以提供跳棋 盤圖形的第二部分。在可選的步驟108中，泵系統(tǒng)60可將腔室62b、62d、62f和62h置于壓 力狀態(tài)下，以促進(jìn)模板18b與圖形層46分離。在步驟110中，可移去模板18b。在步驟112 中，可將可聚合材料34分配在膜片12上。在步驟114中，泵系統(tǒng)60可將腔室62a、62c、62e、 62g和62i置于真空狀態(tài)下，以使部分21a、21C、21e、21g和21i彎曲遠(yuǎn)離膜片12，于是，模 具20b、20d、20f和20h朝向膜片12彎曲。例如，模具20b、20d、20f和20h可接觸可聚合材 料34，而部分21a、21c、21e、21g和21i未接觸可聚合材料34。在可選步驟116中，泵系統(tǒng) 60可將腔室62a、62C、62e、62g和62i置于壓力狀態(tài)下，以促進(jìn)模板18c與圖形層46分離。 應(yīng)該指出的是，在通過(guò)模板18b形成可聚合材料34圖形之前，模板18c能夠使可聚合材料 34形成圖形。 膜片12的圖形形成可使用在任何希望的應(yīng)用中。例如，膜片12的圖形形成可用于 結(jié)構(gòu)尺寸為IOnm-IOOnm的太陽(yáng)能電池的毫微結(jié)構(gòu)中，就如美國(guó)專利序列號(hào)第12/324，120 號(hào)進(jìn)一步所描述的，本文以參見(jiàn)方式引入該專利。此外，膜片12的圖形形成可用于亞波長(zhǎng) 光子裝置的毫微圖形中，諸如尺寸近似為50nm-500nm的偏光器；結(jié)構(gòu)尺寸為50nm-500nm的 光子晶體；尺寸近似為1 μ m-500 μ m的微型透鏡結(jié)構(gòu)，三維的結(jié)構(gòu)等。
權(quán)利要求
一種使可聚合材料在膜片上形成圖形的方法，所述方法包括將可聚合材料的多個(gè)液滴分配在所述膜片上；對(duì)第一刻印平版印刷模板施加力，使得所述第一刻印平版印刷模板接觸所述膜片上的所述可聚合材料液滴，其中將所述力預(yù)確定成使得在所述膜片上所述可聚合材料液滴的局部捕集最少，從而液滴在與所述第一刻印平版印刷模板接觸過(guò)程中合并而形成連續(xù)層；以及使所述可聚合材料固化而形成圖形層，所述圖形層具有殘留層和至少一個(gè)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在分配所述液滴之前調(diào)整薄所述膜 片的張力，使得所述液滴在分配在所述膜片上時(shí)合并而形成所述連續(xù)層。
3.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，調(diào)整所述膜片的張力包括增大 所述膜片的拉伸強(qiáng)度。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在分配所述液滴之前調(diào) 整所述可聚合材料的表面接觸角度，使得所述液滴在分配在所述膜片上時(shí)合并而形成所述 連續(xù)層。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在分配所述液滴之前調(diào) 整所述可聚合材料的粘度，使得所述液滴在分配在所述膜片上時(shí)合并而形成所述連續(xù)層。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在分配所述液滴之前調(diào) 整所述可聚合材料液滴的大小，使得所述液滴在分配在所述膜片上時(shí)合并而形成所述連續(xù)層。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括在分配所述液滴之前調(diào) 整所述可聚合材料的放置，使得所述液滴在分配在所述膜片上時(shí)合并而形成所述連續(xù)層。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述膜片聯(lián)接到第一輥?zhàn)雍偷?二輥?zhàn)樱龅谝惠佔(zhàn)雍退龅诙佔(zhàn)酉鄬?duì)于彼此基本上平行地定位，使得所述膜片的第 一部分基本上平行于所述第一刻印平版印刷模板。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一刻印平版印刷模板包 括多個(gè)模具。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一刻印平版印刷模板的所述多個(gè)模 具基本上類似。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一刻印平版印刷模板的所述多個(gè)模 具包括第一子集的模具，所述第一子集的模具與第二子集的模具互補(bǔ)。
12.如權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括鄰近于所述第一刻印 平版印刷模板的卡盤系統(tǒng)，其中所述卡盤系統(tǒng)與每個(gè)模具重疊以形成多個(gè)腔室。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括與每個(gè)腔室流體連通的泵系統(tǒng)，所 述泵系統(tǒng)能夠使每個(gè)腔室處于真空狀態(tài)，以使所述第一刻印平版印刷模板的各部分遠(yuǎn)離所 述膜片彎曲，以及所述模板的各部分朝向所述膜片彎曲。
14.如權(quán)利要求12-13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括與每個(gè)腔室流體連通 的泵系統(tǒng)，所述泵系統(tǒng)能夠使每個(gè)腔室處于壓力狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括用第二刻印平版印刷模板在所述圖 形層上形成第二圖形層，其中，在用所述第一刻印平版印刷模板形成所述圖形層過(guò)程中，所述第二刻印平版印刷模板偏離所述可聚合材料定位，而在用所述第二刻印平版印刷模板形 成圖形過(guò)程中，所述第一刻印平版印刷模板偏離所述圖形層定位。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一刻印平版印刷模板包括朝向所 述膜片延伸的多個(gè)模具以及基本上沒(méi)有模具的多個(gè)部分。
17.如權(quán)利要求15-16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二刻印平版印刷模板 與所述第一刻印平版印刷模板互補(bǔ)。
18.如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為對(duì)所述圖形層上形成圖形 而施加在所述第二刻印平版印刷模板上的力可確定成使所述膜片內(nèi)的波動(dòng)最小，使得所述 膜片基本上為平的。
19.如權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述膜片聯(lián)接到第一輥?zhàn)雍?第二輥?zhàn)?，還包括通過(guò)所述第二輥?zhàn)釉俨东@具有所述圖形層和所述第二圖形層的所述膜片；以及在再捕獲之前，在所述第二圖形層上形成膜，所述膜保護(hù)所述第二圖形層在再捕獲所 述膜片過(guò)程中免遭損壞。
20.一種使可聚合材料在膜片上形成圖形的方法，所述方法包括將第一可聚合材料的多個(gè)液滴分配在所述膜片的第一區(qū)域上，所述膜片的第一區(qū)域與 第一刻印平版印刷模板重疊；對(duì)所述第一刻印平版印刷模板施加第一力，使得所述第一刻印平版印刷模板接觸所述 膜片上的所述可聚合材料液滴，其中，所述第一力預(yù)確定成使得在所述膜片的所述第一區(qū) 域上所述第一可聚合材料液滴的局部捕集最少，從而在與所述第一刻印平版印刷模板接觸 過(guò)程中，所述第一可聚合材料液滴合并而形成第一連續(xù)層；使所述第一可聚合材料固化；調(diào)整輥?zhàn)?，以使所述膜片的所述第一區(qū)域與第二刻印平版印刷模板重疊；將第二可聚合材料的多個(gè)液滴分配在所述膜片的所述第一區(qū)域上；對(duì)所述第二刻印平版印刷模板施加第二力，使得所述第二刻印平版印刷模板接觸所述 膜片上所述第一區(qū)域上所述第二可聚合材料液滴，其中所述第二力預(yù)確定成使得在所述膜 片的所述第一區(qū)域上所述第二可聚合材料液滴的局部捕集最少，從而在與所述第二刻印平 版印刷模板接觸過(guò)程中，所述第二可聚合材料液滴合并而形成第二連續(xù)層；以及使所述第二可聚合材料固化。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一連續(xù)層和所述第二連續(xù)層相鄰。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二連續(xù)層直接定位在所述第一連 續(xù)層頂上。
23.如權(quán)利要求20-22中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)所述第二層施加保 護(hù)膜。
全文摘要
可使可聚合材料的液滴在膜片上形成圖形?？蓪⒖删酆喜牧系囊旱畏峙湓谀て稀？蓪?duì)刻印平版印刷模板施加預(yù)定的力，使得膜片上可聚合材料液滴的局部捕集最少，且液滴合并形成連續(xù)層?？删酆喜牧峡晒袒孕纬删哂袣埩魧雍椭辽僖粋€(gè)結(jié)構(gòu)的圖形層。
文檔編號(hào)B05D1/32GK101990470SQ200980112481
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者B-J·喬伊, I·M·麥克麥基, S·V·斯里尼瓦桑, S·辛格豪爾 申請(qǐng)人:分子制模股份有限公司;得克薩斯州大學(xué)系統(tǒng)董事會(huì)