專利名稱：形成模具的方法以及使用所述模具形成制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成和使用模具的方法。
背景技術(shù)：
模具及成型工藝已得到廣泛的應(yīng)用和研究。機(jī)床行業(yè)能夠制造具有多種精細(xì)以及 有用圖案的模具。到目前為止，模具一般由金屬制成。把金屬模具加工成客戶要求的規(guī)格 可以是一種非常耗時(shí)的過(guò)程。涉及大量時(shí)間的事實(shí)已使得業(yè)界開(kāi)始進(jìn)行聚合物模具的研 究。聚合物模具的制造雖然快得多，但其可能存在著耐久性差、脫模特性差以及模具中的材 料向模制品轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。因此期望能夠得到耐久性、脫模特性較好且模具中的材料轉(zhuǎn)移最 少或沒(méi)有的聚合物模具。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開(kāi)了形成加工模具的方法，所述方法包括將基板放置在室內(nèi)的電極上，所 述基板具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為電極供電以產(chǎn)生等離子體；將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入 到等離子體；以及沉積防粘層，所述防粘層包含含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在基板 的第一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成加工模具。 另外公開(kāi)了形成模制品的方法，所述方法包括將未處理過(guò)的加工模具放置在室 內(nèi)的電極附近，所述未處理過(guò)的加工模具具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為電極供電以產(chǎn)生等 離子體；將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體；沉積防粘層，所述防粘層包含含硅氧烷的 聚合物，所述防粘層沉積在未處理過(guò)的加工模具的第一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成 加工模具；以及使第三代前體與加工模具的第一表面的至少一部分相接觸，以形成與加工 模具的第一結(jié)構(gòu)化表面相逆的模制品。 另外公開(kāi)了連續(xù)形成模制品的方法，所述方法包括將未處理過(guò)的加工模具放置 在室內(nèi)的電極附近，所述未處理過(guò)的加工模具具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為電極供電以產(chǎn) 生等離子體；將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體；沉積防粘層，所述防粘層包含含硅氧 烷的聚合物，所述防粘層沉積在未處理過(guò)的加工模具的第一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以 形成加工模具；形成包括加工模具的連續(xù)工具；以及使第三代前體與加工模具的第一表面 的至少一部分連續(xù)接觸，以形成與加工模具的第一結(jié)構(gòu)化表面互逆的模制品。
另外公開(kāi)了使用本文所公開(kāi)和例舉的方法制造的制品。


結(jié)合附圖來(lái)考慮本發(fā)明以下各實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更全面地理解本發(fā)明，其 中 附圖未必按比例繪制。在附圖中使用的類似標(biāo)號(hào)表示類似的部件。然而，應(yīng)當(dāng)理 解的是在給定附圖中使用指稱部件的標(biāo)號(hào)并無(wú)意限制另一附圖中相同標(biāo)號(hào)的部件。
圖1示出了本文所公開(kāi)的方法的一個(gè)實(shí)施例；
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圖2a和2b示意性地示出了母模、加工模具和模制品之間的關(guān)系； 圖3示出了本文所公開(kāi)的方法的一個(gè)實(shí)施例； 圖4a和4b示意性地示出了利用母模制造加工模具的步驟；并且 圖5示出了示例性的加工模具。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述中，參考形成本說(shuō)明之一部分的附圖，并且其中通過(guò)圖示說(shuō)明若干 具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下可設(shè)想其它的實(shí)施例 并進(jìn)行實(shí)施。因此，以下的詳細(xì)描述不應(yīng)在限定意義上理解。 除非另外指明，本文所用的所有科技術(shù)語(yǔ)具有在本領(lǐng)域通常使用的含義。本文給
出的定義旨在便于理解文中頻繁使用的某些術(shù)語(yǔ)，并無(wú)限制本發(fā)明的范圍之意圖。 除非另外指明，說(shuō)明書和權(quán)利要求中用來(lái)表述特征尺寸、數(shù)量和物理性能的所有
數(shù)字在所有情況下均應(yīng)理解為附有修飾詞"約"。因此，除非有相反的說(shuō)明，否則在上述說(shuō)明
書和所附權(quán)利要求中列出的數(shù)值參數(shù)均為可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員利用本文所公開(kāi)的教導(dǎo)
內(nèi)容而獲知的所需特性而改變的近似值。 用端值表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5)及該范圍內(nèi)的任意范圍。 本說(shuō)明書以及所附權(quán)利要求中的單數(shù)形式"一種"、"該"和"所述"涵蓋具有多個(gè) 指代物的實(shí)施例，除非其內(nèi)容確指另外的情況。如本說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書中所用，術(shù)語(yǔ) "或"的含義通常包括"和/或"，除非其內(nèi)容確指另外的情況。 如本說(shuō)明書中所用，術(shù)語(yǔ)"烷基"是指烷烴(飽和烴)基單價(jià)基團(tuán)。烷基可以是直 鏈、支鏈、環(huán)狀或它們的組合形式的，并且通常具有1至20個(gè)碳原子。在一些實(shí)施例中，烷 基包含1至18個(gè)、1至12個(gè)、1至10個(gè)、1至8個(gè)、1至6個(gè)或1至4個(gè)碳原子。烷基的實(shí) 例包括(但不限于)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、 環(huán)己基、正庚基、正辛基和乙基己基。術(shù)語(yǔ)"烷基"還包括取代的以及未取代的基團(tuán)。
如本說(shuō)明書中所用，術(shù)語(yǔ)"烷氧基"是指具有式一OR的單價(jià)基團(tuán)，其中R為烷基。
本文公開(kāi)了形成加工模具的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，形成加工模具的方法包括將 防粘層沉積在基板的至少一部分上。 一般來(lái)講，可使用化學(xué)氣相沉積法將防粘層沉積在基 板上。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)法、遠(yuǎn)程等離子體增強(qiáng) 化學(xué)氣相沉積(RPECVD)法或離子增強(qiáng)等離子體化學(xué)沉積(IEPCD)法將防粘層沉積在基板 上。 一般來(lái)講，PECVD方法利用兩根電極之間的交流(AC)或直流(DC)放電形成等離子體， 且這兩根電極之間的空間由反應(yīng)氣體填充，防粘層最終由所述的反應(yīng)氣體沉積出來(lái)。本發(fā) 明中可以使用一般用于實(shí)施PECVD的任何系統(tǒng)。 —種典型的PECVD系統(tǒng)包括室，也稱為反應(yīng)室。在一個(gè)實(shí)施例中，該室可為真空 的、可具有用于在遍及該室的至少一部分中產(chǎn)生等離子體的裝置并且能夠保持產(chǎn)生等離子 體的條件。即，該室可提供允許控制各種條件的環(huán)境，包括(但不限于) 一種或多種氣體的 流速、施加至功率電極的電壓、電場(chǎng)的強(qiáng)度、包含反應(yīng)性物質(zhì)的等離子體的形成、離子轟擊 的強(qiáng)度以及利用反應(yīng)性物質(zhì)沉積防粘層的速率。 在一個(gè)實(shí)施例中，該室可由鋁制成；鋁具有低濺鍍率，因此通常從該室的表面將產(chǎn)生非常少的雜質(zhì)。然而該室也可以使用其它合適的材料，如銅、玻璃或不銹鋼。該室可具 有任何合適的體積。在一個(gè)實(shí)施例中，該室的體積可為約3英尺3。該室可具有任何類型 的通用構(gòu)造。示例性的PECVD系統(tǒng)還包括功率電極和接地電極。這兩個(gè)電極可為對(duì)稱的 或不對(duì)稱的。在一個(gè)實(shí)施例中，可(例如)利用水冷卻一個(gè)或兩個(gè)電極?？尚薷挠糜诨蚩?用于涂覆基板(使用本文所公開(kāi)的方法)的示例性的、市售的系統(tǒng)包括Plasmatherm PE 3032(Plasmatherm公司，St. Petersburg, FL)。作為另外一種選擇，可利用提交于2007年 2月21日的、名稱為"MOISTURE BARRIER COATINGS FOR ORGANICLIGHT EMITTING DIODE DEVICES"的美國(guó)專利公布No. 20080196664中描述的系統(tǒng)并且使用本文所公開(kāi)的方法來(lái)涂 覆基板。 本文所公開(kāi)的示例性方法示意性地示于圖1中。該方法包括步驟IIO，將基板放置 在電極附近；步驟120，為電極供電以產(chǎn)生等離子體；步驟130，將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到 等離子體；以及步驟140，在基板的至少一部分上沉積防粘層。本領(lǐng)域中閱讀過(guò)此說(shuō)明書的 技術(shù)人員將會(huì)理解，其它步驟(本文公開(kāi)的一些、本文未公開(kāi)的一些或兩者)可在圖1中所 公開(kāi)的步驟之前、之后、與這些步驟同時(shí)或在這些步驟之間(或它們的任何組合)發(fā)生。
將待涂覆的基板放置在電極附近，如圖1的步驟110中所示。本領(lǐng)域中閱讀過(guò)此 說(shuō)明書的技術(shù)人員將會(huì)理解，將基板放置在電極附近還包括將電極放置在電極上、接觸電 極或鄰近電極。使基板與電極接觸是不必要的，并且如果與電極進(jìn)行接觸的話，也無(wú)需保持 這種接觸。就伸長(zhǎng)的制品而言，基板可任選不斷地通過(guò)該室拉出。在一個(gè)實(shí)施例中，可將待 涂覆的基板放置在功率電極或接地電極上。在一個(gè)實(shí)施例中，將待涂覆的基板放置在功率 電極上。在系統(tǒng)具有非對(duì)稱電極(其中功率電極的面積小于接地電極以使得大離子層出現(xiàn) 在整個(gè)功率電極上)的實(shí)施例中，可將基板設(shè)置在功率電極上，以便引起基板的離子轟擊。 離子轟擊可使沉積防粘層的密度增加，從而改善防粘層的硬度和耐久性。
所需進(jìn)行涂覆的任何基板可用于本文所公開(kāi)的方法中。在一個(gè)實(shí)施例中，基板為 聚合物的。用作基板的聚合物材料可為熱固性聚合物材料或熱塑性聚合物材料。熱固性聚 合物材料通常為已進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)，所述交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致了化學(xué)變化并且增加了該材料 的硬度。 一般來(lái)講，熱固性聚合物材料為不熔化的、不溶解的且加熱后抗流動(dòng)的，并且冷卻 后不會(huì)回到其原始的化學(xué)狀態(tài)。熱固性聚合物材料可利用包括可交聯(lián)材料的熱固性聚合物 材料前體來(lái)形成。僅需要將可交聯(lián)材料進(jìn)行交聯(lián)來(lái)形成熱固性聚合物材料。熱固性聚合物 材料的前體還可以為可聚合的?？删酆喜牧闲柽M(jìn)行聚合和交聯(lián)以形成熱固性聚合物材料。 熱固性聚合物材料通常為在施加熱之后發(fā)生物理變化的材料，即，該材料在粘合后流動(dòng)并 且在冷卻后返回其初始的非流動(dòng)狀態(tài)?？捎米骰寤蚩捎糜谛纬苫宓木唧w材料在下文進(jìn) 行更全面的闡述。 —般來(lái)講，用于本文所公開(kāi)的方法中的以及利用本文所公開(kāi)的方法形成的基板可 用作加工模具。如本文所用，母?；虻谝淮＞呖捎糜谥圃旒庸つ＞?如下文所述)。在本 文中加工模具也可稱為第二代模具或母模的復(fù)制品，其中母模為第一代模具。加工模具可 用于制造模制品。模制品也可稱為第三代模具、第二代模具的復(fù)制品或加工模具的復(fù)制品。
用于本文的基板可通常具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面。至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面可通常具 有圖案，該圖案與模制品中所需的圖案或圖案的一部分互逆。構(gòu)成至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面的 結(jié)構(gòu)通常可具有(例如)納米至厘米級(jí)尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)成至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化表面
7的結(jié)構(gòu)通?？删哂屑{米至微米級(jí)尺寸。 在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的結(jié)構(gòu)通?？删哂屑s5納米(nm)至約1毫米的尺寸。 在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的結(jié)構(gòu)通?？删哂屑s5納米至約500微米的尺寸。在一個(gè)實(shí)施 例中，加工模具的結(jié)構(gòu)通?？删哂屑s100納米至約500微米的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，加工 模具的結(jié)構(gòu)通?？删哂屑s50納米至約200微米的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的結(jié)構(gòu) 通常可具有約100納米至約200微米的尺寸。 在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的特征結(jié)構(gòu)通常可以具有小于約10的高寬比(高度與 寬度之比)。在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的特征結(jié)構(gòu)通?？梢跃哂行∮诩s5的高寬比。在一 個(gè)實(shí)施例中，加工模具的特征結(jié)構(gòu)通?？梢跃哂行∮诩s3的高寬比。在一個(gè)實(shí)施例中，加工 模具的特征結(jié)構(gòu)通?？梢跃哂行∮诩s2的高寬比。 可利用本領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常已知的方法和技術(shù)來(lái)形成加工模具。 一種這樣的 方法包括使用母?；虻谝淮＞摺Ｄ改５慕Y(jié)構(gòu)化表面通?？膳c加工模具互逆，或者與需要 在模制品中形成的圖案或圖案的一部分相同。母模、加工模具和模制品的關(guān)系示于圖2a和 2b中。如圖2a中所見(jiàn)，母模210和相關(guān)的加工模具220具有彼此互逆的圖案。更具體地 講，母模210具有凸起215 ;并且加工模具220具有相應(yīng)的凹陷225。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將 會(huì)理解，反之母?？删哂邪枷莶⑶壹庸つ＞呖删哂邢鄳?yīng)的凸起。圖2b示出了加工模具220 和模制品230之間的關(guān)系。如圖2b中所見(jiàn)，加工模具220具有凹陷225并且模制品230具 有相應(yīng)的凸起235。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)理解，反之加工模具可具有凸起并且模制品可 具有凹陷。通過(guò)將母模210和模制品230 (圖2a和2b中)進(jìn)行比較，可看出母模210的圖 案與模制品230基本相同。 可利用本領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常已知的方法和技術(shù)來(lái)制作母模。 一種這樣的方法 包括在基板上初始形成結(jié)構(gòu)(例如結(jié)構(gòu)化陣列)以產(chǎn)生母模?？衫帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已 知的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)軟件來(lái)設(shè)計(jì)和布置結(jié)構(gòu)化陣列中的結(jié)構(gòu)。 一旦設(shè)計(jì) 好圖案便可以通過(guò)常用技術(shù)的多種工藝中的任一種將其在合適的材料中產(chǎn)生，所述方法包 括(例如)多光子(例如雙光子)曝光法、化學(xué)或機(jī)械蝕刻、激光燒蝕、光刻法、立體光刻法、 微加工、滾花、切削、刻劃、雕刻、金剛石車削等。可以采用任何工藝或工藝組合，只要其能夠 以靈活及可控的方式提供具有多種尺寸、幾何構(gòu)型、表面輪廓或其組合結(jié)構(gòu)的圖案即可。
通常圖案是沒(méi)有限制的，并且可包括(例如)凸起結(jié)構(gòu)、凹陷結(jié)構(gòu)、連續(xù)和不連續(xù) 的凹槽、以及它們的組合。通過(guò)結(jié)構(gòu)形成的圖案可為規(guī)則的或不規(guī)則的，并且這些圖案中的 單個(gè)結(jié)構(gòu)在一種或多種形狀、角度、尺寸或它們的組合方面可為相同的或不同的。
用于制造母模的材料可具有寬范圍的變化。在一些情況下，可使用剛性、平坦性和 穩(wěn)定性足以允許精確產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的任何材料。通常，所使用的材料為允許這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確 形成和轉(zhuǎn)移的材料。合適的基板材料包括(但不限于)金屬、硅、玻璃、石英、陶瓷材料或聚 合物材料。在母模由聚合物材料形成的實(shí)施例中，第一代前體可用于形成聚合物材料。
制造母模的另一種示例性方法可見(jiàn)于2007年5月17日提交的、名稱為 "PROCESS FOR MAKING LIGHT GUIDES WITHEXTRACTION STRUCTURES AND LIGHT GUIDES PRODUCEDTHEREBY"的共同轉(zhuǎn)讓的PCT公開(kāi)No. WO 2007137102，其全文以引用方式并入本 文。 —旦形成母模后，然后就可用其來(lái)形成加工模具。用于從母模產(chǎn)生加工模具的通用方法可用于本文。所使用的具體方法可至少部分地取決于制造加工模具的材料。在加工 模具為聚合物型的實(shí)施例中，利用母模形成加工模具的示例性方法包括使第二代前體與母 模的至少一部分相接觸。 一般來(lái)講，使第二代前體與母模的至少一部分相接觸可起到對(duì)母 模上圖案的至少一部分進(jìn)行覆蓋、填充或兩者的功能。然后可通過(guò)(例如)剝離將第二代 前體從母模移除以形成加工模具。加工模具將具有母模上圖案的至少一部分的倒像。加工 模具可為(但不必為)自支承的、柔性的或者兩者。 如本文所用，柔性加工模具可指能夠通過(guò)在至少約30。的角度(在另一個(gè)實(shí)施例 中，角度為至少約45-70° )下將其從母模剝離來(lái)進(jìn)行移除且無(wú)明顯損壞(例如裂縫、變形 或改變了其中復(fù)制的結(jié)構(gòu)化圖案)的加工模具，所述角度是相對(duì)于母模的平表面測(cè)得的。 還應(yīng)該指出的是，可通過(guò)平行方式將加工模具從母模移除，例如在剛性基板附接至加工模 具的條件下?？赏ㄟ^(guò)(例如)將加工模具圍繞其周邊提起或通過(guò)剝離其一個(gè)前沿來(lái)將加工 模具從母模移除。剝離速率可根據(jù)第二代前體、母模材料(在一個(gè)實(shí)施例中是利用第一代 前體形成的)、母模中結(jié)構(gòu)的密度以及其它因素進(jìn)行寬范圍的變化。 一般來(lái)講，母模中的結(jié) 構(gòu)密度越高，將加工模具從母模移除的速率就應(yīng)越慢。 在一個(gè)實(shí)施例中，第二代前體形成熱固性聚合物材料。熱固性聚合物材料可由熱 固性聚合物材料的前體形成，在涉及加工模具的上下文中熱固性聚合物材料的前體在本文 也可稱為第二代前體。第二代前體可包括可交聯(lián)材料?？山宦?lián)材料可為聚合的，這樣它們 僅需要進(jìn)行交聯(lián)(即，固化)就可形成熱固性聚合物材料；或者可交聯(lián)材料可為可聚合的， 這樣它們需要進(jìn)行聚合以及交聯(lián)才能形成熱固性聚合物材料；或者第二代前體可包含可交 聯(lián)的材料和可聚合的材料。 在一個(gè)實(shí)施例中，熱固性聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可為約35t:或更高。 在一個(gè)實(shí)施例中，熱固性聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可為約45t:或更高。在一個(gè)實(shí) 施例中，熱固性聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可為約5(TC或更高。在一個(gè)實(shí)施例中， 熱固性聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可為約55t:或更高。 示例性的第二代前體包括(但不限于)環(huán)氧樹(shù)脂、三聚氰胺、丙烯酸酯、醇酸樹(shù)脂、 聚氨酯前體、環(huán)氧_丙烯酸酯以及它們的組合。示例性的第二代前體還包括熱塑性聚酰亞 胺(即，熱塑性聚酰亞胺可進(jìn)行交聯(lián)以形成熱固性聚酰亞胺)。在一個(gè)實(shí)施例中，熱固性聚 合物材料可衍生自可聚合材料，如，包括丙烯酸酯基、環(huán)氧基、氨基甲酸酯基或它們的一些 組合的單體。在一個(gè)實(shí)施例中，熱固性聚合物材料可衍生自包括高支化的丙烯酸酯、氨基甲 酸酯基丙烯酸酯或它們的組合的單體。 在一個(gè)實(shí)施例中，第二代前體具有允許其與母模接觸的粘度。在一個(gè)實(shí)施例中，第 二代前體具有不允許其與母模接觸的粘度，但在以所需方式改變粘度的溫度下可與母模接 觸。例如，粘度太高而不易與母模接觸的第二代前體可在高溫下(此時(shí)粘度降至可提供較 有效的接觸)進(jìn)行接觸。 示例性的熱塑性材料包括(但不限于)聚酯、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙 烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及它們的組合。 加工模具也可為(例如)金屬的、玻璃的、陶瓷的或半導(dǎo)體的。本領(lǐng)域中閱讀過(guò)此 說(shuō)明書的技術(shù)人員將知道利用這種材料制造加工模具的方法?？墒褂玫暮线m金屬材料包括 (但不限于)銅、鋁、鉬、不銹鋼、金、鎳、鈦、鐵、任何這些金屬的合金或它們的組合。金屬的形式可為(例如)壓貼至母模上形成加工模具的薄片。可(例如)通過(guò)將包含各種無(wú)機(jī)材 料的可硬化組合物設(shè)置與母模接觸來(lái)制備合適的陶瓷、玻璃或半導(dǎo)體加工模具。可硬化組 合物與母模接觸時(shí)可硬化以形成加工模具。形成硬化材料通常包括向可硬化組合物施加熱 以及從可硬化組合物中移除諸如水之類的液體。即，當(dāng)可硬化組合物鄰近母模放置時(shí)，可通 過(guò)干燥可硬化組合物來(lái)形成加工模具。 用于形成加工模具的第二代前體可任選地在其涂覆至母模之前或之后進(jìn)行脫氣， 并且在涂覆之后該材料可(例如)通過(guò)任何合適的技術(shù)進(jìn)行聚合、交聯(lián)、干燥或它們的任何 組合。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第二代前體可通過(guò)光化學(xué)方法或熱方法進(jìn)行固化。在一個(gè)實(shí) 施例中，第二代前體可通過(guò)輻射源(例如，紫外線(UV)輻射)進(jìn)行固化。例如，在一個(gè)實(shí)施 例中，第二代前體可通過(guò)熱源進(jìn)行固化或干燥，該熱源將材料從室溫(或施加熱源時(shí)的溫 度)加熱至較高溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，較高溫度為不會(huì)對(duì)母模引起損害的溫度。
在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具的厚度可足以形成自立式膜，其中得自母模的結(jié)構(gòu)被 精確復(fù)制。自立式膜為具有以下特性的膜其在無(wú)任何額外支承(例如利用背襯)的條件 下將會(huì)保持其中形成的結(jié)構(gòu)。加工模具因而包括第二圖案，該圖案為母模中圖案的至少一 部分的倒像(如，如果母模包括(例如)見(jiàn)于圖2a中的凸起結(jié)構(gòu)陣列，那么加工模具將具 有見(jiàn)于圖2a中的對(duì)應(yīng)凹陷或凹痕陣列)。在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具可為厚度為約2mm至 lcm的自立式膜。在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具可具有約2mm至約8mm的厚度。在一個(gè)實(shí)施例 中，加工模具可具有約2mm至約3mm的厚度。 本文所公開(kāi)的方法還包括將防粘層沉積至基板的至少一部分上。將防粘層沉積至 基板上的步驟通常包括利用PECVD法來(lái)沉積包括含硅氧烷的聚合物的防粘層。 一般來(lái)講， PECVD法或系統(tǒng)形成等離子體并且利用等離子體將防粘層沉積至容納等離子體的室內(nèi)的表 面上。等離子體內(nèi)的物質(zhì)在加工模具的表面上進(jìn)行反應(yīng)。等離子體沉積導(dǎo)致等離子體內(nèi)的 物質(zhì)通過(guò)共價(jià)鍵隨機(jī)地附接至加工模具的表面。沉積的防粘層通常在整個(gè)暴露的加工模具 上占據(jù)全層位置，但可在整個(gè)暴露的加工模具上占據(jù)小于全層位置。防粘層通常包括利用 沉積材料形成的聚合物材料，例如含硅氧烷的聚合物材料。 將防粘層沉積至基板或加工模具上可通過(guò)步驟120 (為電極供電以形成等離子 體)來(lái)進(jìn)行。為電極供電以形成等離子體可通過(guò)(例如)為電極提供電源以及啟動(dòng)電源以 形成等離子體來(lái)進(jìn)行。 一般來(lái)講，為電極供電以形成等離子體的步驟可發(fā)生在本文所公開(kāi) 的方法期間的任何時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，為電極供電的步驟可發(fā)生在將基板放置在電極 附近以及將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體之前。即，形成等離子體的步驟可發(fā)生在引 入基板之前、將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體之前或者二者之前。在一個(gè)實(shí)施例中，為 電極供電的步驟可發(fā)生在將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體的步驟之前或與其同時(shí)發(fā) 生。在一個(gè)實(shí)施例中，在引入液態(tài)硅氧烷蒸汽(為防粘層開(kāi)始沉積的時(shí)間)之前，首先在存 在諸如氬氣或氧氣之類的非防粘層沉積氣體的情況下施加電源來(lái)為加工模具上底漆。這樣 一序列的步驟可導(dǎo)致防粘層對(duì)加工模具的粘附力以及防粘層的整體耐久性得到改善。
如上所述，本文所公開(kāi)的方法可在PECVD系統(tǒng)中進(jìn)行。PECVD系統(tǒng)包括電源，或者 被構(gòu)造用于附接到電源。提供給電極的電源可為AC或DC電源。在一個(gè)實(shí)施例中，電源為 RF電源，例如。通過(guò)供電來(lái)產(chǎn)生并且維持等離子體，其包含引入室內(nèi)的形成防粘層的氣體。
在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)以在約0. 001至100腿z頻率范圍內(nèi)運(yùn)行的RF發(fā)生器為
10至少一個(gè)電極供電。在一個(gè)實(shí)施例中，RF電源以在約0.01至50MHz頻率范圍內(nèi)供電。在 一個(gè)實(shí)施例中，RF電源以約13. 56MHz或其任何整數(shù)(如，1、2或3)倍的頻率供電。RF電 源可以是RF發(fā)生器，例如13. 56MHz的振蕩器。在一個(gè)實(shí)施例中，RF電源，例如RF發(fā)生器， 可在約10W和5000W之間的功率水平下進(jìn)行工作。 待涂覆的基板或加工模具可置于室內(nèi)或穿過(guò)室。在一些實(shí)施例中，可將多個(gè)加工 模具同時(shí)或依次暴露于等離子體。在一個(gè)實(shí)施例中，待涂覆的加工模具可進(jìn)行(但不是必 須進(jìn)行)預(yù)清潔以便移除可妨礙涂覆的污染物。 一種可用的預(yù)清潔法為暴露在氧等離子體 中。對(duì)于這種預(yù)清潔，反應(yīng)器內(nèi)的壓強(qiáng)可保持在約1. 3Pa(10毫托)和27Pa(200毫托)之 間。氧等離子體是使用約500瓦(W)和約3000W之間的RF功率電平生成的。其它的氣體 可用于預(yù)清潔中，例如，氬氣、空氣、氫氣或氨氣或它們的混合物。 在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)使供給至少一個(gè)電極的電源進(jìn)行脈沖來(lái)沉積防粘層。一 般來(lái)講，脈沖沉積是指RF發(fā)生器循環(huán)啟動(dòng)和關(guān)閉的方法?？墒褂萌魏魏线m的占空比。在一 個(gè)實(shí)施例中，可使用占空比為90%的RF發(fā)生器來(lái)進(jìn)行等離子體沉積，其中90%是指RF發(fā) 生器接通的時(shí)間量。脈沖頻率可從約1Hz至約100Hz進(jìn)行變化。在一個(gè)實(shí)施例中，脈沖頻 率為約lOHz。脈沖的等離子體沉積可用于降低或消除可(但不總是)在防粘層的等離子體 沉積期間出現(xiàn)的顆粒形成物、可降低防粘層的壓縮力或者它們的組合。
本文所公開(kāi)的方法還包括將液態(tài)硅氧烷的蒸汽引入到等離子體(圖1中的步驟 130)。 一般來(lái)講，可在液態(tài)硅氧烷分子汽化以引入等離子體之前，將其引入室內(nèi)。在室內(nèi)， 汽化的液態(tài)硅氧烷分子成為由惰性氣體(例如氬氣或氦氣)產(chǎn)生的等離子體的一部分。如 上所述，可用于本文的PECVD系統(tǒng)通常包括室、接地電極和功率電極。室的構(gòu)造通常使得氣 體可通過(guò)可控方式引入室內(nèi)。 一般來(lái)講，在基板的涂覆期間存在的以及基板上沉積的氣體 或液體(汽化的液體)在本文中稱為形成防粘層的氣體。 在一個(gè)實(shí)施例中，在引入材料之前可以(但并非必須)將室抽空至理想的程度，以 便移除空氣以及任何的雜質(zhì)。這可通過(guò)真空泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述真空泵可位于連接至室的泵疊 堆處。可將惰性氣體(例如氬氣)引入室內(nèi)以改變?cè)撌业膲簭?qiáng)。 一旦將室抽空后，就可通 過(guò)入口管將材料注入室內(nèi)。 可通過(guò)使用已知的液體轉(zhuǎn)移技術(shù)來(lái)弓I導(dǎo)液體以將液態(tài)硅氧烷分子引入室內(nèi)。在一 個(gè)實(shí)施例中，可將液態(tài)硅氧烷分子簡(jiǎn)單地放置在室內(nèi)，并且在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)液體泵 送系統(tǒng)將液態(tài)硅氧烷分子泵入室內(nèi)。可通過(guò)任何可用的裝置將液態(tài)硅氧烷分子提供至室 內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷分子可設(shè)置在電連接到電源的石墨或碳布上并且可因此 在室內(nèi)進(jìn)行汽化(通過(guò)使電流流過(guò)碳布來(lái)加熱碳布)，同時(shí)利用Faraday箱屏蔽等離子體。 在一個(gè)實(shí)施例中，可將高達(dá)幾安培(A)的電流施加至這種碳加熱布上，以便使液態(tài)硅氧烷 分子汽化。在一個(gè)使用1英寸寬碳布的實(shí)施例中，可保持1和2安培之間的電流，例如1. 7A 的電流。 在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷分子為包含硅氧烷、在大氣條件下為液態(tài)、可汽化并 且能夠聚合的分子。 在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷分子具有包括至少一個(gè)硅原子的重復(fù)單體單元的主
鏈。在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式I :
11<formula>formula see original document page 12</formula>
其中Ra獨(dú)立地為H、0H、烷基、芳基或烷氧基；X為H、烷基、-Si (Ra)3、_Si (Ra)2_Y或 者X和Y —起形成單鍵;Y為H、 -OH、 Cl、 F、 Br、 I、-朋2、芳基、-OSi (Ra)3或者X和Y 一起形 成單鍵；并且n為3至13,000的整數(shù)。在X和Y形成單鍵的實(shí)施例中，分子本質(zhì)上是環(huán)狀 的。 如上所述，n可為3至13， 000的整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，n為3至3000的整數(shù)。 在一個(gè)實(shí)施例中，n為3至2000的整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，n為3至1000的整數(shù)。在一個(gè) 實(shí)施例中，n為3至500、3至100、5至100或者10至100的整數(shù)。 —般來(lái)講，可用于本文的液態(tài)硅氧烷分子的分子量(Mn)可在約100至約
l，OOO，OOO的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，可用于本文的液態(tài)硅氧烷分子的分子量(Mn)可在
約200至300， 000的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，可用于本文的液態(tài)硅氧烷分子的分子量(Mn)
可在約200至100， 000的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，可用于本文的液態(tài)硅氧烷分子的分子
量(Mn)可在約500至10， 000的范圍內(nèi)。 在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式II :<formula>formula see original document page 12</formula> 其中Ra獨(dú)立地為H、 0H、烷基、芳基或烷氧基；并且n為1至13， 000的整數(shù)。 一般 來(lái)講，具有化學(xué)式II的化合物通常稱為"硅氧烷油"。在液態(tài)硅氧烷低聚物具有化學(xué)式II 的實(shí)施例中，n可為3至3000的整數(shù)?；瘜W(xué)式II為化學(xué)式I的子集。
在一個(gè)實(shí)施例中，液態(tài)硅氧烷低聚物具有化學(xué)式III:
其中n為3至3000的整數(shù)。具有化學(xué)式III的示例性化合物包括聚二甲基硅氧 烷。通常使用的聚二甲基硅氧烷一般具有約1至約100的分子量。化學(xué)式III為化學(xué)式I 和化學(xué)式II的子集。 還可將第二反應(yīng)物與液態(tài)硅氧烷分子一起加入到室內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二反應(yīng)物加入室內(nèi)的時(shí)間可與液態(tài)硅氧烷分子基本相同或與液態(tài)硅氧烷分子不同。在一個(gè)實(shí)施 例中，可在液態(tài)硅氧烷分子之前或者在液態(tài)硅氧烷分子之后將第二反應(yīng)物加入到室內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二反應(yīng)物為氣體。可通過(guò)理想的流速將第二反應(yīng)氣體加入到 室內(nèi)，該流速可至少部分地取決于反應(yīng)器的大小、電極的表面積、待處理制品的孔隙度、防 粘層的所需厚度、以及其它因素。 一般來(lái)講，所選擇的流速可足以建立進(jìn)行涂覆的合適壓 強(qiáng)，通常為O. 13Pa至130Pa(0. 001托至1. 0托)。對(duì)于內(nèi)部尺寸為45cmX45cmX7. 5cm的 方形反應(yīng)器，流速通常為約50至約250標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/分鐘(SCCM)。在進(jìn)行涂覆的壓強(qiáng)和 溫度下(通常為0. 13至133Pa (0. 001至1. 0托)(本文所述的所有壓強(qiáng)均為絕對(duì)壓強(qiáng))并 且溫度低于50°C )，形成防粘層的氣體通常保持其原始形式且無(wú)任何聚合。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二反應(yīng)氣體可包括含硅氣體、氧氣或烴類(例如烷烴或烯 烴)。不同的以及變化量的這種組分可與液態(tài)硅氧烷分子進(jìn)行結(jié)合使用。第二反應(yīng)物的量 可影響由此形成的防粘層的特性。 在一個(gè)實(shí)施例中，可將氧氣用作第二反應(yīng)氣體。使用氧氣作為第二反應(yīng)物可有助 于膜的有利特性。在一個(gè)實(shí)施例中，包括作為第二反應(yīng)物的氧氣可提供具有較高表面能量 的膜。 一般來(lái)講，加人作為第二反應(yīng)物的02可增加膜的表面張力(當(dāng)與僅利用液態(tài)硅氧烷 低聚物的膜相比時(shí))。 一般來(lái)講，02可用于通過(guò)在將增加表面張力的膜表面上形成羥基來(lái) 增加表面張力。具有較高表面能量的膜可為有利的，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)第三代前體增加了加工 模具表面的潤(rùn)濕性。較好潤(rùn)濕的模具表面通常可提供較高保真性的模制品。
在一個(gè)實(shí)施例中，第二反應(yīng)物為含硅氣體。加入含硅氣體可用于增加包括在防粘 層中的含硅氧烷的聚合物的交聯(lián)程度。含硅氣體還可用于增加防粘層的表面張力。在一個(gè) 實(shí)施例中，第二反應(yīng)物為具有下述化學(xué)式的含硅氣體Si (Ra) 3Rb，其中Ra獨(dú)立地為H、烷基或 烷氧基；并且Rb獨(dú)立地為H、烷基、烷氧基、-0Si (Ra)3或-Si (Ra)3。在一個(gè)實(shí)施例中，單一含 硅氣體內(nèi)的所有Ra取代基都是相同的；并且在一個(gè)實(shí)施例中，單一含硅氣體內(nèi)的至少一個(gè)
Ra取代基是不同的。在一個(gè)實(shí)施例中，Ra和Rb是相同的；并且在一個(gè)實(shí)施例中，If和Rb是
不同的。在一個(gè)實(shí)施例中，含硅氣體為四甲基硅烷(也稱為"TMS")，Si(CH^;正硅酸四乙 酯(也稱為"TE0S")，Si(0CH2CH3)4 ;六甲基二甲硅醚，Si (CH3)3-0_Si (CH3)3 ;六甲基二硅烷， (CH》3Si-Si(CH》3;硅烷，SiH4;或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，含硅氣體為四甲基硅烷， Si(CH3)4。 在一個(gè)實(shí)施例中，烴類化合物可與液態(tài)硅氧烷分子結(jié)合使用。在一個(gè)實(shí)施例中，烴 類化合物可為在涂覆條件下是氣體的烷烴或烯烴化合物。在一個(gè)實(shí)施例中，可作為氣體引 入室內(nèi)的任何烷烴或烯烴氣體均可被使用。在一個(gè)實(shí)施例中，烴類化合物為Cs或更低的烷 烴或烯烴化合物?？杉尤氲氖纠酝闊N和烯烴化合物包括(但不限于)丁烷、丙烷、戊烷、 戊烯、戊二烯、丁烷、丁二烯或它們的組合?？梢?但并非必須)利用加入的烴類化合物在 具有類金剛石碳(DLC)特性的加工模具上提供防粘層。烴類化合物(如果加入的話)的加 入量可使得含硅氣體與烷烴化合物的體積百分比為約10%至約90%。
在基板上或更具體地講在工作模具上形成的防粘層通常包括含硅氧烷的聚合物。 在一個(gè)實(shí)施例中，膜也可包含其它組分。在一個(gè)實(shí)施例中，也可將引入至室內(nèi)的其它組分 (例如第二反應(yīng)氣體)、液態(tài)硅氧烷分子的分解產(chǎn)物(或第二反應(yīng)氣體)或者它們的組合包 括在防粘層內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層在工作模具表面的至少一部分上通常具有基本均一的涂 層厚度。具有基本均一厚度的防粘層可提供較均一的模制品。 一般來(lái)講，當(dāng)防粘層變得較 厚時(shí)，它們可受到防粘層本身壓縮的影響。在工作模具進(jìn)行長(zhǎng)期使用之后，過(guò)厚防粘層上的 壓縮力可在模制品中引起褶皺。在一個(gè)實(shí)施例中，模制品的褶皺表面可提供有利特性，例如 增益擴(kuò)散片可受益于這種無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)。較薄防粘層通常不提供與較厚防粘層同樣多的有益效 果。例如，隨著防粘層的厚度降低，該防粘層提供的耐久性可降到最低。 在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層形成于加工模具的結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上。在一個(gè) 實(shí)施例中，防粘層形成于加工模具的基本整個(gè)表面上。 一般來(lái)講，防粘層在加工模具表面上 的較大覆蓋百分比提供較多的優(yōu)點(diǎn)。 防粘層的厚度可通過(guò)計(jì)算、測(cè)量或兩者進(jìn)行估計(jì)。 一般來(lái)講，防粘層的厚度至少部 分地取決于防粘層的沉積速率?？墒褂闷教构?Si)晶片作為對(duì)照樣品來(lái)測(cè)定沉積速率。然 后可利用(例如)膜白光干涉測(cè)量法來(lái)測(cè)定平坦Si晶片的厚度。 一旦測(cè)定了 Si晶片上的 防粘層的厚度之后，就可通過(guò)考慮圖案的幾何形狀來(lái)測(cè)定圖案化基板上的防粘層的厚度。 在加工模具具有無(wú)規(guī)規(guī)則或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，計(jì)算圖案化基板上的防粘層的厚度可能 是困難的。在這種情況下，Si晶片上的防粘層的厚度可為圖案化表面上的防粘層的厚度提 供可用的估計(jì)。 在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層通常為約lnm至約1000nm厚。在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層 通常為約5nm至約300nm厚。在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層通常為約5nm至約100nm厚。在一 個(gè)實(shí)施例中，防粘層通常為約5nm至約50nm厚。防粘層的厚度可至少部分地受以下因素控 制供給電極的功率、引入室內(nèi)的形成防粘層氣體的量、工作模具暴露于等離子體的時(shí)間、 以及其它因素。 一般來(lái)講，沉積時(shí)間通常與防粘層的厚度是以線性方式相關(guān)的。本領(lǐng)域中 閱讀過(guò)此說(shuō)明書的技術(shù)人員將會(huì)知道待控制的參數(shù)以及控制它們的方式，以便獲得所需的 防粘層厚度。 另一個(gè)示例性方法(例如此方法)包括將基板放置在室內(nèi)的電極附近(如，上 面)，所述基板具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為電極供電以產(chǎn)生等離子體；在室內(nèi)汽化液態(tài)硅 氧烷分子；沉積防粘層，所述防粘層包含含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在基板的第 一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成加工模具。另一個(gè)示例性方法包括形成模制品的方 法，其包括將未處理過(guò)的加工模具放置在室內(nèi)的電極附近(如，上面)，所述未處理過(guò)的加 工模具具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為電極供電以產(chǎn)生等離子體；在室內(nèi)汽化液態(tài)硅氧烷單 體；沉積防粘層，所述防粘層包含含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在基板的第一結(jié)構(gòu)化 表面的至少一部分上以形成加工模具；以及使第三代前體與加工模具的第一表面的至少一 部分相接觸，以形成與加工模具的第一結(jié)構(gòu)化表面互逆的模制品。 本文所公開(kāi)的方法也可以連續(xù)方式完成。描述為連續(xù)的方法通常是指接觸方法可 為基本上連續(xù)的(指該方法在用于制造模制品的接觸步驟期間不會(huì)停止)或者逐步連續(xù)的 (它們?cè)诮佑|步驟期間、之前或之后可暫停)。在一個(gè)實(shí)施例中，利用了基本上連續(xù)的方法。
逐步連續(xù)法的實(shí)例包括噴射模制法、樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模制法、壓縮模制法等?；旧线B續(xù)
的方法的實(shí)例包括滾筒式方法。在基本上連續(xù)的方法中，可利用加工模具形成連續(xù)工具。連 續(xù)工具的實(shí)例包括已安裝在轉(zhuǎn)筒上利用滾筒式方法在載體膜上產(chǎn)生模制品的加工模具。該
加工模具在設(shè)置在轉(zhuǎn)筒上之前(例如)也可根據(jù)需要進(jìn)行改變，例如，按尺寸或形狀進(jìn)行切削。 本文所公開(kāi)的示例性方法包括圖3中公開(kāi)的方法。此類方法包括步驟410，將加工 模具放置在電極附近；步驟420，為電極供電以形成等離子體；步驟430，汽化液態(tài)硅氧烷分 子；步驟440，將防粘層沉積至加工模具上；步驟450，形成包括加工模具的工具；步驟460， 使第三代前體與加工模具相接觸并且如果需形成多個(gè)模制品；執(zhí)行步驟470，從加工模具 移除模制品；并且再次執(zhí)行步驟460 ;并且如果再無(wú)模制品需制造，結(jié)束該方法。
利用本文所述的方法形成的加工模具可用于制造模制品。利用本文所述的加工模 具形成的模制品也可稱為復(fù)制品。形成模制品的方法包括使第三代前體，在一個(gè)實(shí)施例中 為聚合物前體，與加工模具的第一表面的至少一部分相接觸以形成模制品的步驟。
—般來(lái)講，可用于利用工作模具形成模制品的任何材料，如本文所述，可與工作模 具的至少一部分進(jìn)行接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，第三代前體可以為可與加工模具接觸并且將 會(huì)或者可能硬化的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，第三代前體可以為具有粘度的材料，該粘度允許 其進(jìn)行涂覆、延展或與加工模具接觸并且隨后將會(huì)或者可能硬化以形成模制品。在一個(gè)實(shí) 施例中，第三代前體可以為可與加工模具接觸并且將會(huì)或者可能硬化的材料。在一個(gè)實(shí)施 例中，第三代前體可以為具有粘度的材料，該粘度允許其進(jìn)行涂覆、延展或與加工模具接觸 并且隨后將會(huì)或者可能硬化以形成模制品。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)行接觸的材料或第三代前 體可包括可聚合材料、聚合材料或兩者。第三代前體可為將形成熱固性聚合物材料(聚合 且交聯(lián)材料)的物質(zhì)；或者可為將形成熱塑性材料(聚合但未交聯(lián))的物質(zhì)。
可利用通用的任何方式使第三代前體與加工模具進(jìn)行接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，可 將第三代前體設(shè)置在工作模具的至少一部分上。圖4a示出了此步驟。如圖4a中所見(jiàn)，將 第三代前體540施加至工作模具520的至少一部分上。 一旦將第三代前體540從工作模具 520移除，如圖4a中箭頭所指，第三代前體就會(huì)形成模制品550。 在一個(gè)實(shí)施例中，可將第三代前體沉積至背襯的至少一部分上并且第三代前體與 工作模具可進(jìn)行彼此接觸。圖4b示出了此步驟。如圖4b中所見(jiàn)，將第三代前體540施加 至背襯530的至少一部分上。然后將背襯530以及其上設(shè)置的第三代前體540與加工模 具520進(jìn)行接觸，如圖4b中的雙箭頭所指以及如圖4b中的第二畫面所示。然后將加工模 具520從第三代前體540剝離，如圖4b中的單箭頭所指，以產(chǎn)生設(shè)置在背襯530上的模制 品550。背襯530可與模制品550 —直接觸(如圖4b中所示)或者可與其分離(圖中未示 出)。 本文所用的聚合物前體(例如第一代前體、第二代前體或第三代前體)可包括聚 合物或單體。在一個(gè)實(shí)施例中，第三代前體可包括聚合物材料。在一個(gè)實(shí)施例中，第三代前 體可包括可聚合材料，如單體或低聚物。在一個(gè)實(shí)施例中，第三代前體可包括聚合和可聚合 材料的組合。在第三代前體包括單體的實(shí)施例中，第三代前體一旦與加工模具接觸后就可 進(jìn)行聚合。在第三代前體僅包括聚合物的實(shí)施例中，第三代前體一旦與加工模具接觸后不 必進(jìn)行聚合(但就熱固性聚合物材料前體而言，需要進(jìn)行交聯(lián))。第三代前體可為，但不必 為交聯(lián)的。 可使用的第三代前體的具體類型可至少部分地取決于所制造的最終模制品。第三 代前體可包括聚合的、可聚合的或者這兩類材料。模制品可僅進(jìn)行聚合(熱塑性模制品)， 或者可進(jìn)行聚合以及交聯(lián)(熱固性模制品)。可使用的示例性第三代前體包括(但不限于)聚碳酸酯；諸如氨基甲酸酯基丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯之類的聚丙烯酸酯；聚苯 乙烯；硅氧烷聚合物、聚烯烴、聚酰亞胺以及熱塑性聚氨酯。 在一個(gè)實(shí)施例中，可在第三代前體與加工模具接觸之前，將其它組分加入到第三 代前體中。 一般來(lái)講，可將這種可任選組分加入到第三代前體中以改變第三代前體的一種 或多種特性，以便增強(qiáng)模制品的形成(利用加工模具)。這種可任選組分的實(shí)例包括(但不 限于)可改善加工模具上的第三代前體的潤(rùn)濕性的材料。可用于改善潤(rùn)濕性的示例性材料 包括可降低第三代前體的表面張力的材料。示例性的材料包括含硅氧烷丙烯酸酯單體(其 量為第三代前體的約O. 3至5重量％)和表面活性劑，例如含氟表面活性劑(如，F(xiàn)C4430(3M 公司，St. Paul， MN))(其量為第三代前體的約0. 1至1重量％ ;并且在一個(gè)實(shí)施例中，小于 第三代前體的約0.6重量％ )。 使用本文所述的方法制造的典型制品包括(例如)用于光管理膜的棱柱結(jié)構(gòu)、微 流器件、傳感器、環(huán)形諧振器、用于透皮給藥的顯微針、蛾眼抗反射表面以及研磨制品。在一 個(gè)實(shí)施例中，可利用本文所公開(kāi)的方法來(lái)制造諸如光導(dǎo)之類的光學(xué)材料。例如，包括微結(jié)構(gòu) 的光導(dǎo)可利用多種材料進(jìn)行制造，包括聚碳酸酯；諸如氨基甲酸酯基丙烯酸酯和聚甲基丙 烯酸甲酯之類的聚丙烯酸酯；聚苯乙烯；硅氧烷聚合物、聚烯烴、以及熱塑性聚氨酯。在一 個(gè)實(shí)施例中，可利用諸如聚丙烯酸酯和聚碳酸酯之類的光學(xué)合適的高折射率材料。示例性 的光導(dǎo)可尤其適用于背光顯示器(例如，包括光源、光選通裝置(例如液晶顯示器(LCD)) 和光導(dǎo))和鍵盤(例如，包括光源、至少一部分傳輸光的壓敏開(kāi)關(guān)陣列和光導(dǎo))。該光導(dǎo)可 也適用作點(diǎn)到面或線到面的背光光導(dǎo)，以用于利用由小電池供電的發(fā)光二極管(LED)照明 的小型或微型顯示器或鍵盤裝置。適用的顯示裝置包括(但不限于)用于手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè) 人數(shù)字助理、時(shí)鐘、手表、計(jì)算器、膝上型計(jì)算機(jī)、車輛顯示器等的彩色或單色LCD裝置。其 它顯示裝置包括平板顯示器，例如膝上型計(jì)算機(jī)顯示器或桌面平板顯示器。適用的背光鍵 盤裝置包括用于手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、計(jì)算器、車輛顯示器等的鍵盤。
圖5示出了可利用本文所公開(kāi)的方法形成的示例性加工模具。圖5中所見(jiàn)的加工 模具600包括模具基板610以及形成于其上的結(jié)構(gòu)化表面620。盡管這種加工模具包括為 分立部分的模具基板610和結(jié)構(gòu)化表面620，但本領(lǐng)域中閱讀過(guò)此說(shuō)明書的技術(shù)人員將會(huì) 理解，該結(jié)構(gòu)化表面可形成在基板材料中。示例性的加工模具600還包括設(shè)置在結(jié)構(gòu)化表 面620上的防粘層630?；?10以及無(wú)防粘層630的結(jié)構(gòu)化表面620為未處理過(guò)的加工 模具的實(shí)例。 在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置在加工模具上的防粘層可用于為加工模具以及利用這種加 工模具形成的模制品提供一種或多種有利特性。在一個(gè)實(shí)施例中，例如防粘層可為加工模 具提供理想的剝離特性、提高的耐久性、產(chǎn)生具有高保真性的模制品的能力以及產(chǎn)生加工 模具或防粘層材料無(wú)明顯轉(zhuǎn)移的模制品的能力。 在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置在加工模具上的防粘層可用于為加工模具提供理想的剝離 特性，以便從與其接觸的材料(如第三代前體)處剝離以形成模制品。剝離以及抗粘附在 全文中通?？苫Q使用。 一般來(lái)講，期望加工模具相對(duì)模制品具有良好的剝離特性。具有 良好剝離特性的加工模具將通常具有低剝離力?？砂凑毡绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法來(lái)測(cè) 定剝離力。測(cè)定剝離力的示例性方法包括使用可從IMASS公司(Accord, MA)商購(gòu)獲得的 Slip/Peel Tester (例如型號(hào)SP-2000)?？衫眯吞?hào)SP-2000的Slip/Peel Tester進(jìn)行的剝離試驗(yàn)測(cè)定中相關(guān)的具體參數(shù)包括180°的剝離角以及12英寸/分鐘的剝離速率。
在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具在其與模制品之間具有小于約300克/英寸的剝離力。 在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具在其與模制品之間具有小于約100克/英寸的剝離力。在一個(gè)實(shí) 施例中，加工模具在其與模制品之間具有小于約50克/英寸的剝離力。在一個(gè)實(shí)施例中， 加工模具在其與模制品之間具有小于約30克/英寸的剝離力。在一個(gè)實(shí)施例中，加工模具 在其與模制品之間具有小于約10克/英寸的剝離力。 在一個(gè)實(shí)施例中，利用本文所述的方法形成的加工模具在其與模制品之間具有不 會(huì)隨時(shí)間推移而明顯降低的剝離特性。例如，加工模具可在其與模制品之間有利地具有不 會(huì)隨時(shí)間推移而增加的粘附力。這可為加工模具耐久性的表征。在一個(gè)實(shí)施例中，形成多 個(gè)模制品之后加工模具和模制品之間的剝離力不會(huì)增加超過(guò)50%。在一個(gè)實(shí)施例中，形成 多個(gè)模制品之后加工模具和模制品之間的剝離力不會(huì)增加超過(guò)20%。在一個(gè)實(shí)施例中，形 成多個(gè)模制品之后加工模具和模制品之間的剝離力不會(huì)增加超過(guò)10%。在一個(gè)實(shí)施例中， 形成多個(gè)模制品是指形成至少10個(gè)模制品。 在一個(gè)實(shí)施例中，防粘層為加工模具提供增強(qiáng)的耐久性。加工模具的耐久性是指 加工模具用以形成模制品以及在使用中保持理想特性的能力。在加工模具形成模制品的所 有應(yīng)用中，加工模具的耐久性可為有利的，而且當(dāng)以連續(xù)方法使用加工模具時(shí)可為尤其有 利的。評(píng)價(jià)利用本文的方法形成的加工模具的耐久性的示例性方法包括老化實(shí)驗(yàn)。老化實(shí) 驗(yàn)通常加速加工模具上的使用效果。 一種模擬這種加速使用的方法為使加工模具長(zhǎng)時(shí)間地 經(jīng)受高溫。例如，可使加工模具經(jīng)受約8小時(shí)至約24小時(shí)的約55"至7(TC的溫度。 一旦 加工模具已經(jīng)受這種條件后，就可再次使用該加工模具形成模制品(即，使加工模具與第 三代前體接觸并且固化第三代前體)，或者另外可在加工模具上進(jìn)行剝離試驗(yàn)以評(píng)價(jià)該加 工模具的耐久性?？蓪⑦@種循環(huán)(烘箱內(nèi)時(shí)間以及形成模制品)重復(fù)多次以便模擬老化。
加工模具的耐久性還可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，例如，利用加工模具生產(chǎn)的模制品的數(shù)量、 利用加工模具生產(chǎn)的模制品的英尺數(shù)(通過(guò)連續(xù)方法)、加工模具已進(jìn)行的轉(zhuǎn)數(shù)(通過(guò)使用 輥上的加工模具的連續(xù)方法)或它們的某種組合可進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于模制品的特定數(shù)量(生 產(chǎn)的模制品的長(zhǎng)度或加工模具的轉(zhuǎn)數(shù))，如果加工模具在已產(chǎn)生模制品的該特定數(shù)量之后， 仍可有效用于形成模制品(如，可從模制品剝離)、未顯示可見(jiàn)的老化跡象(例如，裂縫、褶 皺或轉(zhuǎn)移至模制品)或它們的某種組合，那么該加工模具可稱之為耐用的。
在一個(gè)實(shí)施例中，利用本文所公開(kāi)的方法形成的加工模具可通過(guò)連續(xù)方法使用至 少約300轉(zhuǎn)(例如，此時(shí)加工模具用作旋轉(zhuǎn)工具的一部分)。在一個(gè)實(shí)施例中，利用本文所 公開(kāi)的方法形成的加工模具可通過(guò)連續(xù)方法使用至少約1500轉(zhuǎn)(例如，此時(shí)加工模具用作 旋轉(zhuǎn)工具的一部分)。在一個(gè)實(shí)施例中，利用本文所公開(kāi)的方法形成的加工模具可通過(guò)連續(xù) 方法使用至少約3000轉(zhuǎn)(例如，此時(shí)加工模具用作旋轉(zhuǎn)工具的一部分)。
在一個(gè)實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的加工模具提供了產(chǎn)生具有高保真性的模制品的能 力。一般來(lái)講，具有高保真性的模制品將會(huì)非常精確地表示出形成它們所利用的加工模具。 具有高保真性的模制品是有利的，這是因?yàn)槟Ｖ破返哪康脑谟诋a(chǎn)生加工模具的精確復(fù)制 品。 一般來(lái)講，高保真性受到待模制的第三代前體潤(rùn)濕加工模具表面的能力的影響。第三 代前體可潤(rùn)濕表面越好，則具有可導(dǎo)致模制品中缺陷的氣泡或氣孔的可能性就越小。可影 響模制品的保真性的因素包括(但不限于)第三代前體的粘度、第三代前體對(duì)加工模具的潤(rùn)濕性、毛細(xì)管力、以及它們的組合。當(dāng)加工模具中的結(jié)構(gòu)的尺寸變得較小時(shí)，在一個(gè)實(shí)施 例中，當(dāng)加工模具中的結(jié)構(gòu)達(dá)到數(shù)十納米時(shí)，毛細(xì)管力可變得愈來(lái)愈重要。第三代前體對(duì)加 工模具潤(rùn)濕不佳可(但不總是)導(dǎo)致具有粗糙表面的模制品。 在一個(gè)實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的加工模具允許產(chǎn)生具有以下特性的模制品具有 最少的、不可測(cè)量的轉(zhuǎn)移，或者無(wú)材料從加工模具或從沉積在加工模具上的防粘層轉(zhuǎn)移至 模制品自身。當(dāng)形成模制品時(shí)，構(gòu)成加工模具或沉積在加工模具上的防粘層的材料進(jìn)行轉(zhuǎn) 移通常被認(rèn)為是不利的。轉(zhuǎn)移的材料可妨礙模制品可能正在進(jìn)行的進(jìn)一步加工、可在模制 品中產(chǎn)生缺陷、可不利地影響模制品的相關(guān)特性、可使加工模具的耐久性降到最低或者它 們的組合。 在一個(gè)實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的加工模具通常還在加工模具和其上沉積的防粘層 之間具有良好的粘附。這對(duì)于增加和/或保持加工模具的耐久性、使從加工模具的轉(zhuǎn)移最 小化或它們的組合可為重要的。 一般來(lái)講，利用高能態(tài)等離子體產(chǎn)生層的氣相沉積法在基 板和其上沉積的層之間提供了優(yōu)異的粘附。 在一個(gè)實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的以及所形成的加工模具具有有利的穩(wěn)定性，即使 暴露于紫外線(UV)輻射時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的加工模具可用于利用UV光固 化第三代前體的過(guò)程中，這是因?yàn)樵摷庸つ＞咄ǔＪ欠€(wěn)定的，即使暴露于UV輻射。這對(duì)于 多個(gè)過(guò)程可能是有利的，因?yàn)榧庸つ＞叩哪途眯詫⒉粫?huì)受到使用UV固化性模制材料的不 利影響。 在一個(gè)實(shí)施例中，在加工模具上形成的防粘層還可提供屏蔽以便阻止第三代前體 到達(dá)加工模具本身或者使到達(dá)加工模具本身的第三代前體降到最少。這可能是有利的，因 為使到達(dá)加工模具的第三代前體的量降到最少可提高加工模具的耐久性。在一個(gè)實(shí)施例 中，加工模具上形成的防粘層與加工模具上形成的界面層相比，可提供較好的屏蔽特性。防 粘層與界面層相比還可能具有較好的粘附力，從而提供了更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
材料和方法 除非另外指明，所有的化學(xué)物質(zhì)均得自Aldrich并且無(wú)需進(jìn)一步純化即可使用。
多個(gè)實(shí)例(特定實(shí)例中已指明)利用3M⑧Vikuiti BrightnessEnhancement Film II(BEF-II90/24)作為其上形成各種防粘層的加工模具。BEF-II90/24具有90。角以 及24微米間距的棱柱。本文使用的特定Vikuiti Brightness Enhancement Film II具 有2密耳(本文稱為"BEF")的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)背襯。 除非本文另外指明，液態(tài)硅氧烷分子均設(shè)置在室內(nèi)兩側(cè)的碳色帶上同時(shí)利用
Faraday箱與等離子體屏蔽開(kāi)，其中所述室電連接至電源。在一個(gè)實(shí)施例中，使用了約
1. 7A的電流，其通常將液態(tài)硅氧烷分子加熱至約350°C。實(shí)例中使用的液態(tài)硅氧烷分子為
DMS-T11硅氧烷油(Gelest公司，Morrisville， PA)并且在本文中成為"DMS"。 使用美國(guó)專利公布No. 20080196664中描述的殼內(nèi)構(gòu)造的等離子體室來(lái)進(jìn)行等離
子體涂覆，該專利的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。利用Ocean Optics'USB-2000設(shè)備
(通過(guò)光干涉作用)測(cè)量涂層厚度并且以平坦的硅晶片作為參照基板。BEF上膜的平坦厚
度為測(cè)量值，因此膜的厚度(考慮到BEF的結(jié)構(gòu))可計(jì)算為平坦厚度/ V 2。 多個(gè)實(shí)例(特定實(shí)例中已指明)利用"Resin l"作為設(shè)置在加工模具上以形成聚合物制品的材料。Resin 1為PHOTOMEP^6210脂族氨基甲酸酯基二丙烯酸酯(Cognis 公司，Ambler PA)和SR238 二丙烯酸1，6_己二醇酯(HDDA) (Sartomer公司，Exton， PA)以 及1X的IRGACURE戀819光引發(fā)劑(Ciba Specialty Chemicals,Basel, SWITZERLAND)， 前兩種物質(zhì)與后一種物質(zhì)的比率為3 : 1(重量％)。 多個(gè)實(shí)例(特定實(shí)例中已指明)利用涂以底漆的PET膜。本文中所指的涂以底漆 的PET膜為以PET#618得自DuPont (DuPontWilmington， DE)的2密耳的聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯(PET)膜。
通過(guò)以下方式使用加工模具來(lái)形成模制品將樹(shù)脂(第二代前體)涂覆至加工模
具、利用涂以底漆的PET膜(如上所述)覆蓋樹(shù)脂涂覆的加工模具、并且隨后對(duì)涂以底漆的 PET膜施加壓力以延展樹(shù)脂和移除任何的氣泡。然后使用Fusion UV Systems公司的UV固 化系統(tǒng)(Fusion UV Systems公司，Gaithersburg，MD)來(lái)固化樹(shù)脂。在600W的功率下使用 氫(H)或氖(D)燈泡并且將幅材的速度設(shè)為20英尺/分鐘(fpm)。 按照下述方案模擬老化。將加工模具、樹(shù)脂以及涂以底漆的PET膜的一體化結(jié)構(gòu) 置于設(shè)為約55t:至7(TC的烘箱中并持續(xù)設(shè)定量的時(shí)間，例如8至24小時(shí)。然后UV固化樹(shù) 脂(如上所述)并且將模制品從加工模具剝離。執(zhí)行這些步驟(將一體化結(jié)構(gòu)置于烘箱中、 進(jìn)行UV固化以及移除模制品) 一次稱為一個(gè)周期。總老化時(shí)間是指包括單個(gè)加工模具的 一體化結(jié)構(gòu)在烘箱中的全部時(shí)間，其不必通過(guò)多個(gè)相似的烘箱時(shí)間來(lái)完成，但可通過(guò)多個(gè) 不同的烘箱時(shí)間來(lái)完成。 通常使用掃描電子顯微鏡(SEM)和光學(xué)顯微鏡來(lái)測(cè)定模制品和加工模具的質(zhì)量。
實(shí)例1 在250標(biāo)準(zhǔn)立方厘米3/分鐘(SCCM)的流速、25毫托的壓強(qiáng)以及1000瓦的RF功率 下利用氬氣來(lái)為BEF膜(約5X7英寸)上底漆并持續(xù)20秒。如上所述將DMS(2毫升)汽 化至氬等離子體中并且將等離子體保持約30秒。如上所述測(cè)定防粘層的厚度為約200nm。 一旦涂覆后，加工模具就可利用乙醇進(jìn)行洗滌(以移除存在于表面上的任何殘留的硅氧烷 油)、利用壓縮空氣進(jìn)行干燥并且隨后利用特氟隆帶(3M#5490)將其安裝在A1板上。利用 具有0.6X的3Mtm Novec FC4430含氟表面活性劑的Resin l來(lái)形成模制品。觀察到形成 模制品后的易于剝離性以及該模制品的良好保真性。
實(shí)例2-5 實(shí)例2中的加工模具為BEF膜而在實(shí)例3中的加工模具為聚酰亞胺加工模具。聚 酰亞胺加工模具為結(jié)構(gòu)化的聚酰亞胺，其使用5密耳的聚酰亞胺H膜(DuPont Wilmington, DE)通過(guò)準(zhǔn)分子激光燒蝕系統(tǒng)進(jìn)行切削以具有倒椎體圖案。錐體具有約60。的角、約40微 米的直徑以及約35微米的高度。在250標(biāo)準(zhǔn)立方厘米3/分鐘(SCCM)的流速、25毫托的壓 強(qiáng)以及600瓦的RF功率下利用氬氣來(lái)為該模具上底漆并持續(xù)10秒。如上所述汽化DMS(2 毫升)并且將氧氣以200SCCM的流速引入等離子體中并且將防粘層涂覆約30秒。室內(nèi)的 壓力為55毫托并且RF功率設(shè)為600瓦。如上所述測(cè)定防粘層的厚度為約200nm。
—旦涂覆后，加工模具就可利用乙醇進(jìn)行洗滌(以移除存在于表面上的任何殘留 的硅氧烷油)、利用壓縮空氣進(jìn)行干燥并且隨后利用特氟隆帶(3M#5490)將其安裝在A1板 上。將Resin l設(shè)置在加工模具的頂部上并且如上所述來(lái)形成模制品。UV固化后，將PET 膜上的模制品從加工模具剝離。這兩個(gè)樣品均顯示易于從加工模具剝離。對(duì)于這兩個(gè)樣品
19老化至少200小時(shí)之后，也觀察到良好的剝離性、良好的耐久性以及良好的復(fù)制保真性。
按照相同方式來(lái)進(jìn)行實(shí)例4(BEF加工模具)和5(聚酰亞胺加工模具)，不同的是 氧氣流速改為100SCCM。對(duì)于這兩個(gè)模具老化至少200小時(shí)之后，觀察到良好的剝離性、良 好的耐久性以及良好的復(fù)制保真性(利用Resin 1)。
實(shí)例6禾口 7 在下述條件下利用DMS-T11和四甲基硅烷(TMS)來(lái)等離子體涂覆BEF加工模具 (實(shí)例6)和聚酰亞胺加工模具(實(shí)例7)(均為約5X7英寸)以形成雙層涂層。在250標(biāo) 準(zhǔn)立方厘米3/分鐘(SCCM)的流速、25毫托的壓強(qiáng)以及600瓦的RF功率下利用氬氣來(lái)為 該模具上底漆并持續(xù)10秒。如上所述通過(guò)汽化2毫升DMS來(lái)形成第一層且TMS流速為約 130SCCM，并將該層涂覆約30秒。通過(guò)在600瓦的功率下以130SCCM的流速引入四甲基硅 烷(TMS)并持續(xù)10秒來(lái)形成第二層。硅氧烷/TMS層的厚度為約200nm ;并且TMS頂層的 厚度為約30nm。 將Resin 1設(shè)置在加工模具的頂部上并且如上所述來(lái)形成模制品。老化至少200
小時(shí)之后，觀察到良好的剝離性、良好的耐久性以及良好的復(fù)制保真性。 實(shí)例8 可使用具有密排的六角凸型結(jié)構(gòu)(直徑為約100微米且高度為25微米)的鎳(Ni) 母模來(lái)形成加工模具。將Resin 1涂覆至5密耳的PET背襯并且在Ni母模上進(jìn)行UV固化。 從Ni模具剝離之后，形成加工模具。加工模具具有密排的六角凹型結(jié)構(gòu)(直徑為約100微 米且高度為25微米)。 利用與實(shí)例5中所使用的相同的條件來(lái)等離子體涂覆5X6英寸的加工模具(如 上所述)。 一旦涂覆后，加工模具就可利用乙醇進(jìn)行洗滌(以移除存在于表面上的任何殘留 的硅氧烷油)并且利用壓縮空氣進(jìn)行干燥。 利用31^1*#8403帶將加工模具安裝在12英寸直徑的涂飾劑金屬輥上。將該金屬輥 預(yù)加熱至55。C的溫度。將Resin 1用于復(fù)制并且將涂以底漆的PET膜(DuPont恥18)用作 背襯。將幅材速度從40英尺/分鐘改為80英尺/分鐘。共運(yùn)行了 15， 600英尺( 5， 000 轉(zhuǎn))。所使用的加工模具，一旦利用異丙醇(IPA)進(jìn)行洗滌后，仍處于優(yōu)異的狀態(tài)中。當(dāng)使 用這種加工模具時(shí)，觀察到高耐久性以及易于剝離性(利用單體的良好潤(rùn)濕性)。
在5000轉(zhuǎn)之后，根據(jù)x線光電子光譜(XPS或ESCA)分析進(jìn)行測(cè)定，顯示出模具在 其表面上具有18 %的Si (以及0. 9 %的Sn)。該表面其上最初具有35 %的Si (以及0 %的 Sn)(在形成任何模制品之前)。通過(guò)XPS來(lái)檢測(cè)在3000英尺處、9000英尺處、12， 000英尺 處以及15， 600英尺處獲得的模制品樣品，未檢測(cè)到Si (Si的檢測(cè)限度< 0. 5原子％ )。
實(shí)例9 將2X2英寸的銅試樣塊用作本實(shí)例中的加工模具，所述銅試樣塊具有類似于BEF 膜(90度的棱柱角以及24微米的間距)的金剛石車削(DT)圖案。在250標(biāo)準(zhǔn)立方厘米3/ 分鐘(SCCM)的流速、25毫托的壓強(qiáng)以及1000瓦的RF功率下利用氬氣來(lái)為該加工模具上底 漆并持續(xù)10秒。如上所述汽化DMS(2毫升)并且將氧氣以100SCCM的流速引入等離子體 中并且將防粘層涂覆約30秒。 一旦涂覆后，加工模具就可利用乙醇進(jìn)行洗滌(以移除存在 于表面上的任何殘留的硅氧烷油)并且利用壓縮空氣進(jìn)行干燥。 將Resin 1設(shè)置在加工模具的頂部上并且如上所述來(lái)形成模制品。在UV固化之
20后，PET膜(與粘附的模制品)易于進(jìn)行剝離。模制品顯示具有如SEM證明的高保真性。
老化加工模具并且將其用于形成上述的模制品。加工模具在共老化至少200小時(shí) 之后顯示具有良好的剝離性。 因此，公開(kāi)了形成模具的方法以及形成制品的方法的實(shí)施例。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人 員將會(huì)理解，可以使用除了被公開(kāi)的那些實(shí)施例之外的其它實(shí)施例來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。所公開(kāi) 的實(shí)施例出于示例目的而不是限制目的而提供，并且本發(fā)明僅由后附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種形成加工模具的方法，該方法包括將基板放置在室內(nèi)的電極附近，所述基板具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面；為所述電極供電以產(chǎn)生等離子體；將液態(tài)硅氧烷分子的蒸汽引入到所述等離子體中；沉積防粘層，所述防粘層包括含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在所述基板的第一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成所述加工模具。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板為聚合物的、金屬的、玻璃的、陶瓷的或 半導(dǎo)體的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板為聚合物的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式I :<formula>formula see original document page 2</formula>其中Ra獨(dú)立地為H、 _011、烷基、芳基或烷氧基；X為H、烷基、-Si (Ra) 3、 -Si (Ra) 2-Y，或者X和Y —起形成單鍵;Y為H、 -OH、 CI 、 F、 Br、 I 、-叫、芳基-OSi (Ra) 3，或者X和Y 一起形成單鍵；并且n為3至13000的整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式II : Ra / Ra\ Ra<formula>formula see original document page 2</formula>其中Ra獨(dú)立地為H、 _011、烷基、芳基或烷氧基；并且n為1至13000的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式III :<formula>formula see original document page 2</formula>n為3至13000的整數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括在引入所述液態(tài)硅氧烷蒸汽之前或大致 與其同時(shí)將第二反應(yīng)物引入到所述室內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二反應(yīng)物包括氧氣，Si(Ra^Rb，其中If獨(dú)立地為H、烷基或烷氧基；并且Rb獨(dú)立地為H、烷基、烷氧基、-OSi (Ra)3或-Si (R ，其中Ra如 上所定義，或者它們的組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二反應(yīng)物包括氧氣或具有1至5個(gè)碳原子 的烴。
10. —種形成模制品的方法，該方法包括將未處理過(guò)的加工模具放置在室內(nèi)的電極附近，所述未處理過(guò)的加工模具具有至少第 一結(jié)構(gòu)化表面；為所述電極供電以產(chǎn)生等離子體； 將液態(tài)硅氧烷分子的蒸汽引入到所述等離子體中；沉積防粘層，所述防粘層包括含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在所述基板的第一 結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成所述加工模具；以及使第三代前體與所述加工模具的第一表面的至少一部分相接觸以形成與所述加工模 具的第一結(jié)構(gòu)化表面相逆的模制品。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中所述第三代前體包括單體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第三代前體還包括表面活性劑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括聚合和交聯(lián)所述單體以形成所述模制PIPR o
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述加工模具的至少第一結(jié)構(gòu)化表面上沉積 所述第三代前體是通過(guò)連續(xù)方式完成的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，該方法還包括形成包括所述加工模具的連續(xù)工具。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述加工模具的至少第一結(jié)構(gòu)化表面上沉積 所述第三代前體是通過(guò)連續(xù)方式完成的。
17. —種連續(xù)形成模制品的方法，該方法包括將未處理過(guò)的加工模具放置在室內(nèi)的電極附近，所述未處理過(guò)的加工模具具有至少第 一結(jié)構(gòu)化表面；為所述電極供電以產(chǎn)生等離子體； 將液態(tài)硅氧烷分子的蒸汽引入到所述等離子體中；沉積防粘層，所述防粘層包括含硅氧烷的聚合物，所述防粘層沉積在所述基板的第一 結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成所述加工模具； 形成包括所述加工模具的連續(xù)工具；以及使第三代前體與所述加工模具的第一表面的至少一部分進(jìn)行連續(xù)接觸，以形成與所述 加工模具的第一結(jié)構(gòu)化表面相逆的模制品。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述液態(tài)硅氧烷分子具有化學(xué)式I :其中Ra獨(dú)立地為H、 _011、烷基、芳基或烷氧基；X為H、烷基、-Si (Ra) 3、 -Si (Ra) 2-Y，或者X和Y —起形成單鍵;Y為H、 -OH、 CI 、 F、 Br、 I 、-叫、芳基-OSi (Ra) 3，或者X和Y 一起形成單鍵；并且n為3至13000的整數(shù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法還包括連續(xù)固化所述第三代前體。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述連續(xù)工具包括安裝在轉(zhuǎn)筒上的所述加工模
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種形成加工模具的方法，所述方法包括將基板放置在室內(nèi)的電極附近，所述基板(610)具有至少第一結(jié)構(gòu)化表面(620)；為所述電極供電以產(chǎn)生等離子體；將液態(tài)硅氧烷分子的蒸汽引入到所述等離子體中；以及沉積防粘層(630)，所述防粘層(630)具有含硅氧烷的聚合物，所述防粘層(630)沉積在所述基板的第一結(jié)構(gòu)化表面的至少一部分上以形成所述加工模具。
文檔編號(hào)B29C33/64GK101795840SQ200880106104
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者奧萊斯特·小本森, 毛國(guó)平, 珍妮弗·J·薩林, 羅伯特·J·德沃, 莫塞斯·M·大衛(wèi) 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司