模压具有光学透明柔顺介质承载的图案的柔性基底的装置的制作方法

专利名称：模压具有光学透明柔顺介质承载的图案的柔性基底的装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于模压柔性基底的装置。更具体地说，本发明涉及一种用于模压涂布有感光聚合物的柔性基底的装置，该柔性基底具有从由光学透明柔顺介质承载的压印印模转移的压印图案。压印印模由紫外线辐射穿过柔顺介质且同时模压，这样转移的压印图案就固化、硬化且保持其形状。
背景技术：
当前用于模压涂布有感光聚合物的卷材的轮转软印工艺包括由Epigem有限公司采用的方法和装置，其中对于紫外线是透明的卷材涂布有一层感光聚合物覆盖层，卷材的涂布面与承载有压印图案的模压垫片相接触。当卷材与模压垫片分开时，压印图案被模压(即复制)在感光聚合物覆盖层中。紫外线光源穿过卷材辐射感光聚合物覆盖层，并使模压图案固化，这样图案就硬化并保持其模压形状。因为卷材对于紫外线是透明的，所以紫外线光源的方位怎样不是问题，模压垫片可对于紫外线不透明，辐射可从卷材面进行。
上述装置的一个缺陷在于，如果卷材和模压垫片对于紫外线不透明，那么辐射就不会有效地从卷材面或模压垫片面进行。因此，如果轮转工艺需要卷材对于紫外线是不透明的，那么模压垫片必须对于紫外线是光学透明的，这样感光聚合物覆盖层中模压图案的辐射可从模压垫片面进行。
相反，各所大学(例如University of Texas at Austin，Step andFlash Imprint Lithography)的研究人员已采用对于紫外线是光学透明的石英垫片(模板)。不过，该工艺是一种批量定向的晶片基工艺，其不适用于轮转软印工艺。
因此，尚需一种实施轮转软印工艺的装置，其中承载压印印模的光学透明柔顺介质用于将图案模压在涂布于不透明柔性基底上的感光聚合物中。还需要一种容许模压在柔性基底中的图案被紫外线固化的装置，紫外线穿过柔顺介质和压印印模辐射图案。

发明内容
一般说来，本发明体现为一种用于模压具有由光学透明柔顺介质承载的图案的柔性基底的装置。柔顺介质包括一种含压印图案的光学透明压印印模。柔顺介质可与一种光学透明带衬或光学透明圆筒连接。
柔性基底包括一个涂布面，其涂布有感光聚合物材料，该涂布面被推动着与柔顺介质接触，这样由压印印模承载的压印图案就模压在感光聚合物材料中。紫外线光源用紫外线辐射感光聚合物材料，紫外线穿过柔顺介质和压印印模，并照射到模压在感光聚合物材料中的图案上，从而使图案固化。感光聚合物材料中图案的固化是与模压同时进行的，这样图案便硬化并保持其形状。
本发明装置的一个优点在于，辐射穿过柔顺介质进行，这样柔性基底对于紫外线就是不透明的。
本发明的另一个优点在于，紫外线光源可位于连接柔顺介质的带衬的内部或外部。如果使用圆筒的话，紫外线光源可位于连接柔顺介质的圆筒的内部或外部。
本发明的其它方面和优点将从下面结合附图的通过示例阐述本发明原理的详细说明中变得显而易见。


图1至5描绘了本发明底版基底的图案形成和蚀刻以限定压印图案；图6描绘了本发明共形地沉积在压印图案上的释放层；图7描绘了本发明沉积到释放层上的硅氧烷基弹性层；图8至10描绘了本发明硅氧烷基弹性层与释放层的分离以形成压印印模；图11描绘了本发明将薄塑料膜施加到硅酮橡胶背衬上；图12描绘了本发明用感光聚合物溶液涂布薄塑料膜；图13和14描绘了本发明散布感光聚合物溶液以在薄塑料膜上形成感光聚合物层；图15描绘了本发明将压印印模形成图案的一面置于感光聚合物层上；图16描绘了本发明感光聚合物层的固化；
图17描绘了本发明将压印印模从感光聚合物层移开；图18描绘了本发明在感光聚合物层中形成的感光聚合物垫片；图19描绘了本发明沉积在感光聚合物垫片上的碳氟化合物涂层；图20描绘了本发明连接在支承基底上的感光聚合物垫片；图21描绘了本发明连接在支承基底上的垫片块和支承基底的预热；图22和23描绘了本发明将硅氧烷基弹性材料涂布并散布到感光聚合物垫片和垫片块上；图24描绘了本发明支承基底的加热；图25至27描绘了本发明将转移粘合剂施加到柔顺介质上；图28描绘了本发明将柔顺介质从支承基底上分开；图29是本发明由感光聚合物垫片承载的压印图案的顶视平面图和横截面图；图30描绘了本发明的柔顺组件；图31a至34b描绘了本发明将柔顺组件连接到圆筒上；图35至37b描绘了本发明将柔顺组件连接到带衬上；图38和39是示意图，描绘了本发明的一种用于采用与光学透明带衬连接的光学透明柔顺介质来模压柔性基底的装置；图40和41是示意图，描绘了本发明的一种用于采用与光学透明圆筒连接的光学透明柔顺介质来模压柔性基底的装置；图42是本发明涂布单元的示意图；图43是本发明包括凹印型涂布机的涂布单元的示意图；图44是本发明包括缝模涂布机的涂布单元的示意图；图45是一横截面图，描绘了本发明穿过光学透明带衬、柔顺介质和压印印模对感光聚合物材料的辐射；图46是一横截面图，描绘了本发明穿过光学透明圆筒、柔顺介质和压印印模对感光聚合物材料的辐射；图47是本发明模压在感光聚合物材料中复制图案的顶视平面图和横截面图。
具体实施例方式
在下面的详细说明和几幅附图中，相同的元件用相同的参考标号表示。
在图38至47中，示出了一种包括光学透明模压带或光学透明模压滚筒的模压装置。
在图1至37b中，示出了一种可与光学透明带衬或光学透明圆筒连接的光学透明柔顺介质的制造方法。
如起图示目的的附图所示，本发明体现在一个模压装置中。在本发明的一个实施例中，模压装置包括一个具有涂布面和底面的柔性基底，一个用于将具有第一厚度的感光聚合物材料沉积在柔性基底的涂布面上的涂布单元以及一个模压带，该模压带包括光学透明带衬和与带衬连接的光学透明柔顺介质。该柔顺介质包括具有压印图案的光学透明压印印模，压印图案被模压在涂布面上的感光聚合物材料中以在感光聚合物材料中形成复制图案。多个传送辊与带衬连接且在操作中支承模压带。
一个驱动单元将驱动运动赋予模压带和柔性基底，这样涂布面就与压印印模接触，且压印图案被复制在感光聚合物材料中。支持滚筒被柔性基底底面的一部分和柔顺介质的一部分包住，这样就将一个张力传递给模压带，且该张力在柔性基底与模压带之间产生一个压力。
驱动运动在操作中将柔性基底的背面传送到支持滚筒上，并推动压印印模和涂布面相互接触，这样压印图案就模压在感光聚合物材料中以在感光聚合物材料中形成复制图案。紫外线光源用穿过带衬、柔顺介质和压印印模的紫外线辐射复制图案。复制图案的辐射是与复制图案的模压同时进行的，这样复制图案就固化、硬化并保持其形状。
在本发明的一个可替换实施例中，模压装置包括具有涂布面和底面的柔性基底，一个将具有第一厚度的感光聚合物材料沉积到柔性基底的涂布面上的涂布单元以及一个模压滚筒，该模压滚筒包括一个光学透明圆筒和一个连接该圆筒的光学透明柔顺介质。柔顺介质包括一个具有压印图案的光学透明压印印模，该压印图案将模压在涂布面上的感光聚合物材料中以在感光聚合物材料中形成复制图案。
驱动单元将驱动运动赋予模压滚筒和柔性基底，这样涂布面就与压印印模接触，且压印图案被复制在感光聚合物材料中。多个传送辊与底面连接，且在操作中共形地将涂布面卷绕在模压滚筒的一部分上，这样模压滚筒就将张力传递给柔性基底，且该张力在柔性基底与模压滚筒之间产生一个压力。
驱动运动在操作中将涂布面传送到模压滚筒上，并推动压印印模和涂布面相互接触，这样压印图案就模压在感光聚合物材料中以在感光聚合物材料中形成复制图案。紫外线光源用穿过滚筒、柔顺介质和压印印模的紫外线辐射复制图案。复制图案的辐射是与复制图案的模压同时进行的，这样复制图案就固化、硬化并保持其形状。
在图38中，模压装置200包括柔性基底101，其包括涂布面101c和底面101b。涂布单元300在操作中将感光聚合物材料301(见图42、43和44)沉积到涂布面101c上。感光聚合物材料301具有第一厚度tc。模压带100包括光学透明带衬81和光学透明柔顺介质70，该光学透明柔顺介质70与带衬81(见图45)连接。柔顺介质70还包括光学透明压印印模20t，其包括压印图案20q(见图29)。因为压印图案20q是由与压印印模20t相同的材料形成的，所以压印图案20q也是光学透明的。图45和图37a、37b提供了比图38和39中描绘的更为详细的模压带100的视图。
多个传送辊103与带衬81连接且在操作中支承模压带100。驱动单元110将驱动运动WD赋予模压带100和柔性基底101。正如下面所述的那样，驱动单元110可以多种方式与模压装置200连接以完成驱动运动WD。
支持滚筒105被柔性基底101的底面101b的一部分和柔顺介质70的一部分包住，这样就将一个张力传递给模压带100和柔性基底101。张力在柔性基底101和模压带100之间产生一个压力。该压力在操作中实现压印印模20t在感光聚合物材料301中的模压。驱动运动DR在操作中将底面101b传送到支持滚筒105上，并推动压印印模20t和涂布面101c相互接触，这样就将压印图案20q模压在感光聚合物材料301中，且在感光聚合物材料301中形成复制图案20u(见图47)。
紫外线光源99用穿过带衬81和压印印模20t的紫外线L辐射复制图案20u。复制图案20u的辐射是与复制图案20u的模压同时进行的，这样复制图案20u就固化、硬化并保持其形状。复制图案20u在其内包括多个图案20v，其补充底版基底11上的图案20p(见图5和6)。
紫外线光源99可包括一个反射器99r，其将紫外线L聚焦到推动压印印模20t与涂布面101c接触的位置，这样感光聚合物材料301就不会在其中模压压印图案20q之前被紫外线L固化。在图45中，反射器99r(未示出)形成一个固化窗口Cw，其将紫外线L聚焦在复制图案20u将模压且几乎同时固化的区域上。反射器99r还在操作中防止紫外线L分散，紫外线L可潜在地照射在感光聚合物材料301上且使之在由压印印模20t模压之前固化。
本发明的一个优点在于，当柔性基底101对于紫外线L不透明时，模压装置200能有效地模压且固化感光聚合物材料301，因为复制图案20u的辐射是与穿过柔性基底101相反地穿过模压带100进行的。因此，本发明的模压装置200可用于将感光聚合物材料301模压并固化在不透明的柔性基底101或光学透明的柔性基底101上。因为某些应用要求用于柔性基底101的材料是不透明的材料，所以本发明的模压装置200在选择柔性基底101的材料方面很灵活。
紫外线光源99可以是UVA紫外线光源，优选是一种工业级UVA光源，因为其在约0.1秒至约6.0秒的短时间内理想地固化复制图案20u。优选的是，紫外线L具有约300.0nm至约400.0nm的波长。紫外线光源99的强度也随应用场合而定；不过，作为一个示例，可采用范围在约200.0mW/cm2至约1000.0mW/cm2的强度。作为另一个示例，NorlandTM光学粘合剂要求固化大约0.2Joules/cm2的总能量。
因为感光聚合物材料301的辐射是穿过模压带100进行的，紫外线光源99相对于模压带100可具有这样一个位置，即，包括一个如图39和45所示的模压带100内部的位置和一个如图38和45所示的模压带100外部的位置。当紫外线光源99如图38所示位于模压带100的外部时，需要考虑到因紫外线L与紫外线光源99位于模压带100内部时穿过一层相反地穿过模压带100的两层引起的紫外线L强度的微小衰减。因此，在紫外线光源99位于模压带100外部时需要使用较高强度的紫外线光源99。
在图39中，使用三个传送辊103，以便形成一个容纳模压带100内部上的紫外线光源99的空间。不过，因为可将柔顺介质70制造成任何尺寸，所以有多种方式来容纳模压带100内部上的紫外线光源99，包括将模压带100制得长些，并将传送辊103的直径制得大些，以便形成一个足够大的空间来容纳紫外线光源99。因此，图39的实施例仅仅是怎样容纳模压带内部上的紫外线光源99的一个示例，也可采用其它结构，本发明不局限于图39所示的结构。
在图42中，涂布单元300在操作中将具有第一厚度tc的感光聚合物材料301沉积在涂布面101c上。一般地，感光聚合物材料301是在沉积到涂布面101c上之前以液体301L的形式供应的。在驱动运动WD的过程中，重要的是，涂布面101c和涂布单元300之间的涂布距离Dc应精确地维持，这样第一厚度tc就不改变，且感光聚合物材料301作为光滑而均匀的一层沉积在涂布面101c上。感光聚合物材料301可包括但不限于曝光在紫外线下时固化的NorlandTM光学粘合剂。优选的是，感光聚合物材料在约0.1秒至约6.0秒的时间内固化。例如，NorlandNOA 83H感光聚合物可用于感光聚合物材料301。感光聚合物材料301也可是一种光致抗蚀剂材料。
可选的是，模压装置200可包括一个导向辊109，其在操作中维持涂布面101c与涂布单元300之间的恒定距离Dc，这样感光聚合物材料301的第一厚度tc就得以精确维持。导向辊109在将供给卷轴107s用于承载并分配柔性基底101时尤其有用。当柔性基底101从供给卷轴107s上退绕下来时，其与涂布单元300的距离会改变，并且在柔性基底101的卷绕直径随柔性基底101从供给卷轴107s上退绕下来而减小时增加。因此，导向辊109控制涂布面101c与涂布单元300之间的距离。
感光聚合物材料301的第一厚度tc随应用场合而定，且涂布单元300的类型也随应用场合而定。第一厚度tc一般与典型的特征高度(见图4中的h0)相当，以便最大程度地减少随后蚀刻模压层的模压残留物。例如，如果压印印模20t包括纳米尺度(例如小于1.0μm，优选小于100.0nm)的压印图案20q，那么就希望沉积薄薄的一层感光聚合物材料301。优选的是，第一厚度tc在约0.05μm至约2.0μm的范围内。
能沉积均匀而薄的一层感光聚合物材料301且能用于涂布单元300的涂布技术包括但不限于凹印涂布机、微凹印TM涂布机和缝模涂布机。例如，第一厚度tc的上述厚度范围可利用Yasui SelklTM微凹印TM涂布机获得。感光聚合物材料301可利用溶剂如丙酮变稀，从而实现较薄的第一厚度tc的涂层。
在图43中，涂布单元300可以是凹印涂布机或微凹印TM涂布机。一对辊子303r在雕刻滚筒303g上共形地卷绕柔性基底101的涂布面101c的一部分，该雕刻滚筒303g在含有液体感光聚合物材料303L的槽303s内转动。感光聚合物材料301L集中在滚筒303g表面的图案上。刮刀303d刮下过量的感光聚合物材料301L，这样就在涂布面101c上沉积薄而均匀的一层。优选的是，使用微凹印TM涂布机，因为它具有一个直径比凹印涂布机直径要小的滚筒303g，且更适于沉积超薄层的感光聚合物材料301。
或者，在图44中可采用缝模涂布机来沉积感光聚合物材料301。液体感光聚合物材料301L在压力下被供应(Sf)给由一对模唇301D形成的模缝301S。模唇301D距柔性基底101一涂布间隙tc，其包括柔性基底101的厚度ts。当柔性基底101的涂布面101c在模缝301S的下方通过时，液体感光聚合物材料301L将涂布面101c涂布到第一厚度tc上。
驱动运动tc可通过使用涂布领域和机械领域中众所周知的多种技术实现。作为一个示例，在图38中，一个驱动单元110与一个卷取轴107r机械相通，如上所述，当柔性基底101已被模压且固化之后，该卷取轴107r在操作中收集柔性基底101。
卷取轴107r可通过使用驱动带110b与驱动单元110连接，该驱动带110b将转动DR赋予卷取轴107r，卷取轴107r又收集其上的柔性基底，驱动带110b还将驱动运动WD赋予柔性基底101和模压带100。尽管描述的是驱动带110b，但可使用任何用来机械连通驱动力的装置，包括齿轮、直接驱动器、皮带轮、传动轴等。例如，驱动单元110可以是电动机。
可采用一个或多个驱动单元110来传递驱动运动WD，且这些驱动单元110可与模压装置200的一个或多个部件连接，比如一个或多个传送辊103，这样驱动单元110就转动传送辊103，传送辊103反过来将驱动运动WD传递给柔性基底101和模压带100。
柔顺介质70可由光学透明硅氧烷基弹性材料制成，其被层压到一光学透明转移粘合层上，如下面参照图1至37b所描述的那样。适用于硅氧烷基弹性材料(见图22中的参考标号44)的材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、DOW CORNING硅氧烷基保形涂层，包括SYLGARD182硅氧烷弹性体、SYLGARD 183硅氧烷弹性体、SYLGARD 184硅氧烷弹性体和SYLGARD 186硅氧烷弹性体。
适用于转移粘合层的光学透明材料(见图27中的参考标号51)包括但不限于Adhesives Research，Inc.ARclearDEV-8932光学透明硅酮胶。例如，可将25.0μm厚(即第七厚度t7＝25.0μm)的ARclearDEV-8932片材用于转移粘合层51。
带衬81可以是一种光学透明材料，这样紫外线L就可穿过带衬81、柔顺介质70和压印印模20t。适用于带材81的光学透明材料包括但不限于聚酯薄膜和迈拉薄膜。尽管带衬81的厚度基于应用场合而变，但在与柔顺介质70连接时产生柔性带的带衬81厚度的适当范围为约50.0μm至150.0μm。
在本发明的可替换实施例中，如图40、41和46所示，模压装置200包括一个模压滚筒而不是上述的模压带100。模压装置200包括柔性基底101、涂布单元300和一个模压滚筒90，该模压滚筒90包括一个光学透明圆筒69和光学透明柔顺介质70，该柔顺介质70与圆筒69相连。如上所述，柔顺介质70包括光学透明压印印模20t，其内具有压印图案20q。图46和图32至34b提供了比图40和41更为详细的模压滚筒90的视图。
同样如上所述，驱动单元110将驱动运动WD传递给模压滚筒90和柔性基底101。模压装置200可包括上述用来维持恒定距离Dc的导向辊109、供给卷轴107s和卷取轴107t。驱动单元110可驱动卷取轴107t和/或一个或多个传送辊103。或者，模压滚筒90可由驱动单元110驱动；不过，应注意避免柔顺介质70与柔性基底101之间滑动。
多个传送辊103与柔性基底101的底面101b连接，且在操作中将涂布面101c共形地卷绕在模压滚筒90的一部分上，这样模压滚筒90就将一个张力传递到柔性基底101中且该张力在柔性基底101与模压滚筒90之间产生一个压力。该压力在操作中实现压印印模20t在感光聚合物材料301中的模压。
驱动运动WD将涂布面101c传送到模压滚筒90上，并推动压印印模20t与涂布面101c接触，这样压印图案20q就被模压在感光聚合物材料301中以在感光聚合物材料301中形成复制图案20u。在图46中，柔顺介质70形成模压滚筒90的外表面，这样在柔性基底101被传送到模压滚筒90的卷绕部分上时，涂布面101c就与柔顺介质70和压印印模20t接触。
紫外线光源99用穿过圆筒69和压印印模20t的紫外线L辐射复制图案20u。复制图案20u的辐射是与复制图案20u的模压同时进行的。
如上所述，柔性基底101可对于紫外线L是不透明的。在图40、41和46中，紫外线光源99可位于模压滚筒90的内部或模压滚筒90的外部。如果紫外线光源99位于模压滚筒90的外部，就需增加紫外线光源99的强度，因为紫外线L必须穿过圆筒69和柔顺介质70的两层，且紫外线L可能出现一定程度的减弱。
紫外线光源99可包括如上所述的反射器99r，该反射器99r可形成固化窗口Cw(见图46)。紫外线光源99可以是UVA光源，紫外线L可具有约300.0nm至约400.0nm的波长。
可将如上所述的模压带100所用的相同材料用于模压滚筒90；不过，圆筒69可以是一种光学透明材料，包括但不限于玻璃、塑料和石英。
上述的凹印涂布机、微凹印TM涂布机或缝模涂布机可用于涂布单元300，感光聚合物材料301的第一厚度tc可处于约0.5μm至约1.0μm的范围内。
模压带100和模压滚筒90可利用下面参照图1至37b所述的方法制造。
在图1至4中，底版基底11形成图案且被蚀刻，从而在其内形成压印图案20。在图1中，底版基底11被涂布有一种将用作蚀刻掩模的材料155。材料155可以是通常用在微电子领域中的光致抗蚀剂材料。承载形成于底版基底11内的图案153的掩模151被对具有图案153的材料155进行曝光的光线154照射。
在图2中，材料155被显影以将那些被光线154曝光的材料155的部分除去。在图2和3中，底版基底11被一种蚀刻材料蚀刻以将那些未被材料155覆盖的底版基底11的部分除去。因此，在图3中，多个压印图案20p形成在底版基底11中。在图4中，压印图案20p限定底版基底11上的压印印模20。
压印印模20可包括在所有长宽高的三种尺寸上改变的压印图案20p。在图4的横截面图和图5的顶视平面图中，压印图案20p在宽度尺寸d0、高度尺寸h0和长度尺寸L0上改变。压印图案20p的实际尺寸随应用场合而定，且在很大程度上取决于使材料155形成图案所用的光刻工艺。例如，如果采用现有技术中的微电子光刻工艺，尺寸(d0、h0、L0)可以是亚微米尺度，即小于1.0μm。例如，压印图案20p可以是毫微压印图案，其可具有100.0nm或更小的尺寸(d0、h0、L0)。因此，压印印模20就成为具有带纳米大小尺寸(d0、h0、L0)的压印图案20p的毫微压印印模。
可采用微电子领域众所周知的光刻工艺来形成图案并蚀刻底版基底11。例如，采用材料155的光致抗蚀剂和比如反应离子蚀刻(RIE)的蚀刻工序的光刻工艺可用来在底版基底11中形成压印印模20。
适用于底版基底11的材料包括但不限于硅(Si)基底和硅(Si)片。在图5中，底版基底11是具有晶片平面11F的硅片。四个压印印模20形成在底版基底11中。硅片可具有任何大小。例如，将4.0英寸的硅片用作四个压印印模20的底版基底11。可采用直径较大的硅片(例如8英寸或12英寸)来给多个压印印模20或较大的压印印模20提供较大的表面积。尽管压印图案20p与图5中的相同，但压印印模20可包括在其中变化(即不相同)的压印图案20p。
在图6中，释放层13沉积在压印图案20p的上方。释放层13包括第一厚度t1，其在操作中共形地涂布压印图案20p，这样第一厚度t1在压印图案20p的垂直和水平表面上基本上厚度相同。适用于释放层13的材料包括但不限于碳氟化合物材料。作为一个示例，释放层13的碳氟化合物材料可采用大约5.0分钟的三氟甲烷(CHF3)气体的等离子沉积来沉积。
第一厚度t1随应用场合而定；不过，正如在下面所讨论的那样，释放层13在操作中提供一个不粘连的表面，其上施加一种随后从释放层13上脱离开的硅氧烷基弹性材料。因此，释放层13可以是一层很薄的层，其具有约50.0nm至约150.0nm厚的第一厚度t1。
在图7中，硅氧烷基弹性层15在释放层13的上方被沉积到第一深度d1，其完全覆盖了压印图案20p。为了获得厚度均匀的硅氧烷基弹性层15，底版基底11应相当平坦。例如，这一点可如此实现，即，在沉积硅氧烷基弹性层15之前，将底版基底11安放在水平表面或水平真空吸盘上。
接着通过对底版基底11进行加热H来使硅氧烷基弹性层15固化。可通过在预定的温度对底版基底11烘干一段预定的时间来实现固化。实际的时间和温度将随应用场合而定，还取决于硅氧烷基弹性层15所用的材料类型。适用于硅氧烷基弹性层15的材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、DOW CORNING硅氧烷基保形涂层，包括SYLGARD 182硅氧烷弹性体、SYLGARD 183硅氧烷弹性体、SYLGARD 184硅氧烷弹性体和SYLGARD 186硅氧烷弹性体。
硅氧烷基弹性层15的第一深度d1可随应用场合而定。不过，在一优选实施例中，硅氧烷基弹性层15的第一深度d1为约0.5mm至约1.5mm。就PDMS或DOW C0RNING SYLGARD硅氧烷基弹性体而言，硅氧烷基弹性层15的固化可通过在烘箱等中烘干底版基底11来实现。固化采用的预定温度和预定时间可为约100.0℃温度下约4.0小时。
在一可替换实施例中，同样如图6所示，在上述固化步骤中，具有第二厚度t2的覆盖层16被施加到已沉积的硅氧烷基弹性层15上。优选的是，覆盖层16是聚酯薄膜，第二厚度t2为约50.0μm至约150.0μm。覆盖层16可用于将硅氧烷基弹性层15中的任何表面不规则处平面化，这些不规则处会引起与硅氧烷基弹性层15的基本呈平面的表面15s的偏差。
在固化步骤之后，压印图案20p的互补图像20r被复制在硅氧烷基弹性层15中，这样压印印模20a就形成在硅氧烷基弹性层15中(见图8至10)。
在图7中，在固化步骤之后，硅氧烷基弹性层15与释放层13脱离开。可采用一对镊子的尖端或小刀或剃刀的刀口比如X-Acto刀来使硅氧烷基弹性层15与释放层13分开，如沿虚线箭头插到硅氧烷基弹性层15与释放层13之间的刀口K所示。硅氧烷基弹性层15可这样从释放层13上移走，即，抓取硅氧烷基弹性层15的一个棱边并将硅氧烷基弹性层15从释放层13上剥离(见虚线箭头P)。如果采用上述覆盖层16，就在硅氧烷基弹性层15与释放层13脱离开之前，将覆盖层16从硅氧烷基弹性层15上移开。
在图8、9和10中，压印印模20a从硅氧烷基弹性层15包围压印印模20a的超出的一部分上移开。如果采用上述覆盖层16，则将压印印模20a从硅氧烷基弹性层15和覆盖层16包围压印印模20a的超出的一部分上移开。
在两种情况下，压印印模20a均可这样从超出的部分上移开，即，将硅氧烷基弹性层15安放在基本平坦的基底21上，然后在压印印模20a的周边C(见图8和9中的虚线)处切割，从而将硅氧烷基弹性层15或硅氧烷基弹性层15和覆盖层16的超出部分从压印印模20a上移走。可采用小刀、剃刀、夹钳等来实现切割，如通过图9中的刀K所示出的那样。在已经释放了压印印模20a之后，超出的部分(15或15和16)可从基本平坦的基底21上剥离，这样压印印模20a就不再与超出的部分相连(见图10)。基本平坦的基底21可以是一种包括但不限于玻璃、金属、塑料或石英的材料。例如，基本平坦的基底21可以是玻璃板。
可选择的是，上述步骤可按需要重复以利用底版基底11产生附加的压印印模20a。本发明方法的一个优点在于，底版基底11不会受到上述工艺步骤的损坏。因此，可重复使用相同的底版基底11来产生几个压印印模20a。因此，可在几个压印印模20a上分摊使底版基底11形成图案并蚀刻以及沉积释放层13的成本。
本发明方法的另一优点在于，底版基底11不必在每次使用之后清洁，以便除去污染物比如灰尘颗粒，因为硅氧烷基弹性层15流过颗粒并夹带它们。因此，底版基底11是自行清洁的，因为颗粒被硅氧烷基弹性层15除掉了。
在图11中，具有第三厚度t3的平坦而薄的塑料膜33被安放到具有第四厚度t4的平坦而柔顺的硅酮橡胶背衬31上。适用于薄塑料膜33的材料包括但不限于聚酰亚胺和聚酯(PET、聚对苯二甲酸乙二醇酯)。第三厚度t3和第四厚度t4随应用场合而定。优选的是，薄塑料膜33的第三厚度t3为约40.0μm至约100.0μm，而硅酮橡胶背衬31的第四厚度t4为约0.125英寸至约0.25英寸。硅酮橡胶背衬31的第四厚度t4应被选择成保证硅酮橡胶背衬31是柔顺的(即非坚硬的)。
在图12中，薄塑料膜33的表面33s涂布有一种感光聚合物溶液35。该感光聚合物溶液35可包括但不限于大约50％的感光聚合物材料和大约50％的丙酮的混合物。正如下面所要描述的一样，丙酮会蒸发而在薄塑料膜33的表面33s上留下实体的感光聚合物层。感光聚合物材料可包括但不限于在紫外线曝光时固化的NorlandTM光学粘合剂。优选的是，感光聚合物材料将在约5.0秒至约60.0秒的时间内固化。例如，NorlandNOA 83H感光聚合物可用于感光聚合物溶液35。
在图13和14中，感光聚合物溶液35散布到薄塑料膜33的表面33s上以形成具有第五厚度t5的感光聚合物层35。优选的是，感光聚合物溶液35的散布是通过采用Mayer棒M1实现的，其绕有具有第一直径的导线W1。Mayer棒M1滑过表面33s(S)并测量感光聚合物溶液35，这样就形成具有第五厚度t5的感光聚合物层35。感光聚合物溶液35中的任何丙酮都基本上在散布的过程中蒸发。因此，感光聚合物层35基本上包括如上所述的感光聚合物材料。优选的是，感光聚合物层35的第五厚度t5为约5.0μm至约10.0μm。导线W1的第一直径随应用场合而定。优选的是，导线W1的第一直径为约50.0μm至约100.0μm。
在图15中，压印印模20a的图案形成表面21a被安放在感光聚合物层35上。通过将压印印模20a放到感光聚合物层35上，可包括使压印印模20a的边缘e1与感光聚合物层35接触并压住边缘e1，同时逐渐放低图案形成表面21a的其它部分(见箭头L1和d)，使之与感光聚合物层35接触。一对镊子或吸棒可用于抓住边缘e2，从而实现放低并压住边缘e2。或者，可在逐渐放低的同时使用橡胶辊等来使图案形成表面21a与感光聚合物层35接触。
逐渐放低的一个优点在于，夹在感光聚合物层35与图案形成表面20r之间的空气移动，这样会产生缺陷的气泡就不截留在感光聚合物层35和图案形成表面20r之间。
本发明方法的另一个优点在于，一旦已将压印印模20a放在感光聚合物层35上，压印印模20a就可浮动(见虚线F)在感光聚合物层35的表面35s上，以将压印印模20a定位在感光聚合物层35上的预定位置。浮动F可通过使用镊子或吸棒手动实现或可自动进行，可采用一个精确的机械装置比如机器人末端执行器来精确地定位压印印模20a。
在图16中，感光聚合层35被固化以将压印印模20a的位置固定在感光聚合物层35上，并将压印图案20r的图像转移到感光聚合物层35上。感光聚合物层35是通过在第一时段用具有预定强度的紫外线UV辐射感光聚合物层35来固化的。感光聚合物层35在其固化时硬化，且转移到感光聚合物层35中的压印图案20r的图像也硬化并作为压印图案20s固定在感光聚合物层35中。
紫外线UV可具有包括但不限于约300.0nm至约400.0nm的波长。紫外线UV的预定强度可包括但不限于约150mW/cm2的强度。第一时段可包括但不限于约5.0秒至约60.0秒的时间。例如，紫外线UV可来自一个UVA紫外线光源。
本发明方法的又一个优点在于，用于使感光聚合物层35形成图案的压印印模20a可具有能变化的厚度(见图16中的tA和tB)，且这些厚度上的变化不会影响压印图案20r转移到感光聚合物层35的压印图案20s上的精确性。厚度(tA和tB)的变化可能是因用于制得压印印模20a的方法变化、图7中第一深度d1的变化或不同底版基底11的使用引起的，从而制成具有不同压印图案20p的不同压印印模20。
在固化步骤之后，在图17和18中，从感光聚合物层35上除去压印印模20a(P)，这样压印图案20r的图像就限定了其内固定有压印图案20s的感光聚合物垫片36。压印印模20a可使用一对镊子等除去(P)以抓住边缘(e1或e2)，然后从感光聚合物层35上提起压印印模20a(见虚线P)。
在图19中，通过加热感光聚合物垫片36而使之后固化。感光聚合物垫片36的后固化可包括但不限于约100℃温度下约1.0小时的时间。可选的是，在后固化步骤之后，感光聚合物垫片36可由丙酮溶液冲洗，以将可能阻止硅氧烷基弹性材料固化的化学物种除去，比如PDMS或上述的SYLGARD硅氧烷基弹性材料。感光聚合物垫片36的后固化分离出了阻止固化的物种并提高了感光聚合物垫片36在薄塑料膜33上的粘合力。
在图19中，在感光聚合物垫片36后固化之后，具有第六厚度t6的碳氟化合物材料37的涂层被沉积在感光聚合物垫片36上。第六厚度t6可包括但不限于约50.0nm至约150.0nm的厚度。作为一个示例，碳氟化合物材料37可利用大约5.0分钟的三氟甲烷(CHF3)气体的等离子沉积来沉积。
同样在图19中，在沉积了碳氟化合物材料37之后，可将镊子或小刀的刀口插到薄塑料膜33与硅酮橡胶背衬31之间，且薄塑料膜33可从硅酮橡胶背衬31上剥下，如虚线P所示。在下文中，将感光聚合物垫片36和薄塑料膜33的组合体称作感光聚合物垫片36，除非另作说明。
在图20中，在分开薄塑料膜33之后，将感光聚合物垫片36加到支承基底41上。感光聚合物垫片36可这样与支承基底41相连，即，将感光聚合物垫片36置于支承基底41上，并利用粘合剂将感光聚合物垫片36的一端固定在支承基底41上。例如，可采用高温粘合带T。支承基底41可由一种包括但不限于玻璃和石英的材料制得。
在图21和22中，具有第一高度h1的垫片块43被固定在支承基底41上。例如，垫片块43可采用粘合剂与支承基底41相连，比如上述的高温粘合带T。垫片块43位于感光聚合物垫片36的附近且与感光聚合物垫片36隔开一个第一距离D1，这样支承基底41的表面41s上的垫片块43与感光聚合物垫片36之间就存在一个间隔。垫片块43的第一高度h1应超过图22中所示的感光聚合物垫片36的高度hs。第一高度h1和第一距离D1随应用场合而定；不过，第一高度h1可处在包括但不限于约0.5mm至约1.5mm的范围内，而第一距离D1可处在包括但不限于约1.0mm至约2.0mm的范围内。垫片块43可以是一种包括但不限于金属、玻璃、石英和不锈钢的材料。例如，垫片块43可以是不锈钢垫片块，第一高度h1可为约0.5mm。
在图21中，支承基底41被预热(H)，从而提高支承基底41的温度，作好用硅氧烷基弹性材料涂布垫片块43和感光聚合物垫片36的准备，正如下面所要讨论的一样。优选的是，硅氧烷基弹性材料并不涂布在冷的或室温(即从约18.0℃至约28.0℃)的支承基底41上。预热支承基底41的温度随应用场合而定，且温度不应超过感光聚合物垫片36的温度极限。例如，支承基底41可被预热到约100℃的温度。约100℃的温度低于大多数感光聚合物材料的温度极限。
在图22和23中，感光聚合物垫片36和垫片块43涂布有一种柔顺材料44，其完全覆盖感光聚合物垫片36和垫片块43(见图22)。适用于柔顺材料44的材料包括但不限于硅氧烷基弹性材料和无定形含氟聚合物材料。
合适的硅氧烷基弹性材料包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、DOW CORNING硅氧烷基保形涂层，包括SYLGARD 182硅氧烷弹性体、SYLGARD 183硅氧烷弹性体、SYLGARD 184硅氧烷弹性体和SYLGARD186硅氧烷弹性体。优选的是，PDMS是约10.0份的基础材料和约1.5份的固化剂的混合物。当其具有相同的密度时，基础材料和固化剂可按重量或容积混合。
适用于无定形含氟聚合物材料的材料包括但不限于TEFLONAF。例如，DuPontTMTEFLONAF可用于柔顺材料44。当柔顺材料44包括无定形含氟聚合物材料时，无需上述图21中的预热步骤。
在图23和24中，柔顺材料44被散布在感光聚合物垫片36和垫片块43上，以形成覆盖感光聚合物垫片36和垫片块43的柔顺介质45(见图24中的厚度t8和t9)。感光聚合物垫片36中的压印图案20s被转移到柔顺介质45上，这样压印印模20t就形成在柔顺介质45中。
优选的是，柔顺材料44的散布是采用Mayer棒M2实现的，该Mayer棒M2绕有具有第二直径的导线W2。Mayer棒M2滑过垫片块43(S)并测量柔顺材料44，从而形成厚度均匀且光滑的柔顺介质45。柔顺材料44以厚度t8覆盖垫片块43，且以厚度t9覆盖感光聚合物垫片36，其中t9＞＞t8。Mayer棒M2绕有直径要比上述的Mayer棒M1的直径要粗得多的导线。导线W2的第二直径随应用场合而定。优选的是，导线W2的第二直径为约1.0mm至约3.0mm。例如，可在Mayer棒M2上绕上直径约1.5mm的导线。
在散布之后，给支承基底41加热(H)。表面41s在操作中给柔顺介质45的部分45c提供了一个在加热步骤期间及加热步骤之后粘附的表面。加热基底41(H)的时间和温度随应用场合而定，如前所述，温度必须不超过感光聚合物垫片36或柔顺介质45的温度极限。作为一个示例，当柔顺介质45由硅氧烷基弹性材料制成时，支承基底41可在约100.0℃的温度下加热约4.0小时(H)。加热H使硅氧烷基弹性材料固化。或者，当柔顺介质由无定形含氟聚合物材料制成时，支承基底41可在约60.0℃的温度下加热约4.0小时(H)。在这种情况下，加热H将无定形含氟聚合物材料蒸干。
在加热步骤之后，支承基底41被冷却下来。优选的是，支承基底41被容许冷却到大约室温(即约18.0℃至约28.0℃)的温度。
在已冷却支承基底41之后，将垫片块43从支承基底41上除去。在图24中，垫片块43可通过沿着与感光聚合物垫片36贴近的垫片块43的边缘切割柔顺介质45(K)来除去。可采用小刀、剃刀等来切割柔顺介质45(K)。在切割柔顺介质45(K)之后，可从支承基底41上剥离垫片块43。垫片块43的边缘(见K的虚线)应用作执行切割K的导向器，因为柔顺介质45的部分45c粘附在支承基底41的表面41s上，且粘附阻止了柔顺介质45过早地与基底41分开。
在图25至27中，转移粘合层51的第一粘合表面A1被施加到柔顺介质45的表面45s上，这样转移粘合层51就粘附在柔顺介质45上。转移粘合层51包括如下所述的第七厚度t7和第二粘合表面A2。
在图25中，第一粘合表面A1可在施加到表面45s上之前通过将第一背衬53从转移粘合层51上剥离(P1)而露出来。同样，第二粘合表面A2可通过将第二背衬55从转移粘合层51上剥离(P2)而露出来。第一粘合表面A1可通过使用一个辊子59而与表面45s连接(见图26)。
在图26中，第一粘合表面位于柔顺介质45的边缘处，辊子59滚转到第二背衬55上以逐渐将第一粘合表面A1施加到表面45s上，直到整个表面45s与第一粘合表面A1相连(见图27)。辊子59可例如是一根橡胶辊。辊子59容许第一粘合表面A1被施加到表面45s上，不用截留第一粘合表面A1与表面45s之间的空气。
转移粘合层51的第七厚度t7随应用场合而定。不过，因为转移粘合层51仍连在柔顺介质45上，且因为希望柔顺介质45是柔软的，所以转移粘合层51应尽可能薄。优选的是，转移粘合层51的第七厚度t7为约20.0μm至约100.0μm厚。
优选的是，转移粘合层51是一种光学透明材料，这样另一种与柔顺介质45和压印印模20t接触的感光聚合物材料就可由入射在转移粘合层51和柔顺介质45上的光源固化，正如下面所要描述的一样。
适用于转移粘合层51的光学透明材料包括但不限于AdhesivesResearch，Inc.TMARc1earTMDEV-8932光学透明硅酮胶。例如，可将25.0μm(即第七厚度t7＝25.0μm)厚的ARclearTMDEV-8932片材用于转移粘合层51。
在图28中，柔顺介质45可通过采用小刀、剃刀、吸棒、镊子等与支承基底41分开，从而使柔顺介质45与支承基底41分开，如小刀K所示。在图29中，更为详细地描绘了一个包括压印印模20t的特征(即图案)的示例。在图30中，在剥离之后，柔顺介质45仍与感光聚合物垫片36和薄塑料膜33相连。
本发明方法额外的一个优点是，感光聚合物垫片36和薄塑料膜33的层保护压印印模20t在下面参照图31至37b描述的随后的处理加工步骤中免受破坏。这些处理加工步骤可完成，接着剥离感光聚合物垫片36和薄塑料膜33的多层以露出压印印模20t。因为感光聚合物垫片36和薄塑料膜33的多层将最终与柔顺介质45分开，以便露出由柔顺介质45承载的压印印模20t，在下文中，包括感光聚合物垫片36和薄塑料膜33的多层的组合体将表示为感光聚合物垫片(见图30)，除非另有说明。
同样，因为转移粘合层51仍与柔顺介质45相连，所以将柔顺介质45和转移粘合层51的组合体表示为柔顺介质70。在图28和30中，柔顺介质70和感光聚合物垫片36的组合体表示为柔顺组件75。正如在下面所要描述的一样，柔顺组件75与一个圆筒和柔软的带衬相连。
在图31a、31b和31c中，有一个L形夹具73，其包括一个水平部分73h和一个垂直部分73v，该垂直部分73v形成一个低的垂直壁。水平和垂直部分(73h、73v)相互成直角β。部分(73h、73v)应光滑且基本上平坦。L形夹具73可用于将柔顺组件75层压到圆筒69的表面69s上。
在图31a和31b中，支承基底41可位于水平部分73h上且抵靠着垂直部分73v。或者，如果柔顺组件75已与支承基底41分开，由光滑而平坦的硅酮橡胶件制成的底台(未示出)可位于水平部分73h上，且底台的一端抵靠着垂直部分73v。柔顺组件75位于底台的顶部且通过将垂直部分73v用作垂直直缘而与垂直部分73v对齐。如果第二背衬55仍位于转移粘合层51上，第二背衬55就可被剥离(P2)，从而露出第二粘合表面A2。
在图31a和31c中，具有外表面69s的圆筒69与水平部分73h和垂直部分73v对齐，这样外表面69s就与这些部分(73h、73v)相切(73t)。圆筒69被降到柔顺组件75上，这样第二粘合表面A2就在切点73t与外表面69s的一部分接触。圆筒69接着沿滚转方向RD滚转(R)，从而在圆筒69滚转(R)时收集外表面69s上的柔顺组件75。在柔顺组件75滚转到圆筒69上之后，就会在柔顺组件75的相邻端之间存在间隙70g，如图31b所示。
适用于圆筒69的材料包括但不限于金属、陶瓷、玻璃、石英和塑料。优选的是，圆筒69是由一种光学透明的材料制成的，这样光线L可穿过圆筒69、柔顺介质70和压印印模20t。适用于圆筒69的光学透明材料包括但不限于玻璃、石英和塑料。在图32中，光源99比如一个紫外线光源可位于圆筒69的内部或外部，从而辐射并固化被推动着与压印印模20t接触的感光聚合物材料(未示出)。因为柔顺介质70可被制成任何大小，所以圆筒69可包括足以容纳光源99的内径。另一方面，光源99可小到足以与圆筒69的内径相配合。
在图31b中，描绘了一种将柔顺介质45连接到圆筒69上的可替换方法。柔顺介质被示出为45而非70，因为转移粘合层51不与图31b中的柔顺介质45相连。首先，通过剥离第一背衬53(未示出)而露出转移粘合层51的第一粘合表面A1。其次，圆筒69的外表面69s与第一粘合表面A1相连，接着圆筒69滚转至收集外表面69s上的转移粘合层51。再次，第二背衬55的一部分被剥离而露出第二粘合表面A2的一部分。接下来，第二粘合表面A2的露出部分在切点73t与柔顺介质45相连，且圆筒69沿滚转方向RD滚转以收集圆筒69上的柔顺介质45，同时剥离第二背衬55的剩余部分(55p)以露出第二粘合表面A2的剩余部分。
在图32和33中，在柔顺组件75已滚转到圆筒69上之后，柔顺组件75可能有超出的一部分75x须修整，这样大部分柔顺组件75就可平滑地滚转到圆筒69上。如上所述，如果存在有间隙70g的话，希望修整超出部分75x，这样间隙70g就尽可能切合实际地小。可采用小刀K等来修整超出部分75，这样柔顺组件75就毫无突起地位于外表面69s上。在图33中，小刀K可沿着方向Kd切割，从而实现超出部分75x的修整来形成完全层压的滚筒90。在图33中，压印印模20t以虚线轮廓示出，因为它们仍位于未与柔顺介质70分开的感光聚合物垫片36的下方。
图33中穿过圆筒69和柔顺组件75的线n-n更为详细地示出在图34a和34b的横截面图中。在图34a中，柔顺组件75在修整超出部分75x之前示出。在图34b中，柔顺组件75在已修整超出部分75x之后示出。
在图34a中，超出部分75x包括柔顺介质70和感光聚合物垫片36。因为与感光聚合物垫片36相连的薄塑料膜33(见图28)可对于光线是不透明的，而感光聚合物垫片36可以是光学透明的，感光聚合物垫片36可如虚线箭头P所示的那样被剥离，这样柔顺介质70(即光学透明粘合剂51和光学透明柔顺介质45)就可用于沿着柔顺组件75的边缘Es观测，该柔顺组件75已与圆筒69的外表面69s相连。
沿着边缘Es的视线(见虚线)的小刀口K可用于削减超出部分75x，这样超出部分75x的未连接层就会与其对应的连接层对齐，也即36’对36，45’对45，51’对51，如图34a所示。在修整之后，柔顺组件75的相邻端之间会存在小间隙70g。
在图34b中，如果没有间隙70g，柔顺组件75在圆筒69的外表面69s上形成几乎连续的层。修整过后，感光聚合物垫片36可被剥离(P)，以露出柔顺介质70上的压印印模20t。
在图35和36中，柔顺组件75被施加到带衬81上。在将柔顺组件75施加到带衬81上之前，第二背衬55从转移粘合层51上剥离以露出第二粘合表面A2。接着，逐渐将第二粘合表面A2施加到带衬81的表面81s上。一个辊子89如橡胶辊可用于沿滚转方向RD滚转柔顺组件75(R)。
滚转R可开始于柔顺组件75和带衬81的第一端(75a，81a)，结束于第二端(75b，81b)。在柔顺组件75和带衬81相互连接之后(见图36)，第一和第二端(81a，81b)可接合形成带100，如图37a和37b所示。如上所述，间隙70g可将第一和第二端(75a，75b)分开。可采用粘接带等来覆盖间隙70g。还可采用一块粘接带81t来连接带衬81的第一和第二端(81a，81b)以形成带100。在形成带100之后，层71(即33和36)可剥离(P)，以露出柔顺介质70上的压印印模20t。合适的粘接带包括但不限于高温硅氧烷基带。
带衬81可以是一种光学透明材料，这样光线L就可穿过带衬81、柔顺介质70和压印印模20t。适用于带衬81的光学透明材料包括但不限于DuPontTM迈拉薄膜。例如，光源99比如一个紫外线光源可位于带100的内部或外部以辐射并固化被推动着与压印印模20t接触的感光聚合物材料(未示出)。带衬81可具有约50.0μm至约150.0μm的厚度tB。
尽管在此已经披露并示出了本发明装置和方法的几个实施例，但本发明并不局限于这样描述并示出的特定形式或部件配置。本发明仅由权利要求限制。
权利要求
1.一种模压装置(200)，其包括一个柔性基底(101)，其包括一涂布面(101c)和一底面(101b)；一个涂布单元(300)，用来将具有第一厚度(tc)的感光聚合物材料(301)沉积在该涂布面(101c)上；一个模压带(100)，其包括一光学透明带衬(81)和一连接该带衬(81)的光学透明柔顺介质(70)，该柔顺介质(70)包括其内具有压印图案(20q)的光学透明压印印模(20t)；多个传送辊(103)，其与该带衬(81)连接且在操作中支承该模压带(100)；一个驱动单元(110)，用来将驱动运动(WD)传递给模压带(100)和柔性基底(101)；一个支持滚筒(105)，其由底面(101b)的一部分和柔顺介质(70)的一部分包住，从而将一个张力传递给模压带(100)，且该张力在柔性基底(101)和模压带(100)之间产生一个压力；该驱动运动(WD)在操作中将底面(101b)传送到支持滚筒(105)上，并推动压印印模(20t)和涂布面(101c)相互接触，从而将压印图案(20q)模压在感光聚合物材料(301)中并在感光聚合物材料(301)中形成复制图案(20u)；以及一个紫外线光源(99)，用来由穿过带衬(81)和压印印模(20t)的紫外线(L)辐射复制图案(20u)，辐射是与复制图案(20u)的模压同时进行的。
2.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该柔性基底(101)对于紫外线(L)是不透明的。
3.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)相对于模压带(100)具有这样一个位置，即，选自一个模压带(100)内部位置和一个模压带(100)外部位置。
4.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)包括一个UVA紫外线光源。
5.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线(L)包括约300.0纳米至约400.0纳米的波长。
6.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该涂布单元(300)包括一个涂布机，其选自凹印涂布机、微凹印涂布机以及缝模涂布机。
7.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，感光聚合物材料(301)的第一厚度(tc)处在约0.05微米至约2.0微米的范围内。
8.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，至少一个传送辊(103)与驱动单元(110)相连，且驱动单元(110)在操作中转动传送辊(103)以将驱动运动(WD)传递给模压带(100)和柔性基底(101)。
9.如权利要求1所述的模压装置(200)，还包括一个供给卷轴(107s)，用来承载柔性基底(101)并将柔性基底(101)分配给涂布单元(300)。
10.如权利要求1所述的模压装置(200)，还包括一个卷取轴(107r)，用来在柔性基底(101)已模压并固化之后收集柔性基底(101)。
11.如权利要求10所述的模压装置(200)，其特征在于，该卷取轴(107r)与驱动单元(110)相连，且该驱动单元(110)在操作中转动(DR)卷取轴(107r)以收集柔性基底(101)并传递驱动运动(WD)。
12.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该柔顺介质(70)包括一种层压到光学透明转移粘合层(51)上的光学透明硅氧烷基弹性材料(44)。
13.如权利要求12所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明硅氧烷基弹性材料(44)是这样一种材料，即，选自聚二甲基硅氧烷、SYLGARD 182、SYLGARD 183、SYLGARD 184以及SYLGARD 186。
14.如权利要求12所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明转移粘合层(51)是一种ARclear DEV-8932光学透明硅酮胶。
15.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明带衬(81)是一种选自聚酯薄膜和迈拉薄膜的材料。
16.如权利要求1所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)还包括一个反射器(99r)，其用来将紫外线(L)聚焦在压印印模(20t)被推动着与涂布面(101c)接触的位置，从而使感光聚合物材料(301)在压印图案(20q)模压在感光聚合物材料(301)中之前不固化。
17.一种模压装置(200)，其包括一个柔性基底(101)，其包括一涂布面(101c)和一底面(101b)；一个涂布单元(300)，用来将具有第一厚度(tc)的感光聚合物材料(301)沉积在该涂布面(101c)上；一个模压滚筒(90)，其包括一光学透明圆筒(69)和一连接该圆筒(69)的光学透明柔顺介质(70)，该柔顺介质(70)包括其内具有压印图案(20q)的光学透明压印印模(20t)；一个驱动单元(110)，用来将驱动运动(WD)传递给模压滚筒(90)和柔性基底(101)；多个传送辊(103)，其与该底面(101b)连接，且在操作中共形地将涂布面(101c)卷绕在模压滚筒(90)的一部分上，使得模压滚筒(90)将一个张力传递给柔性基底(101)，且该张力在柔性基底(101)和模压滚筒(90)之间产生一个压力；该驱动运动(WD)在操作中将涂布面(101c)传送到模压滚筒(90)上，并推动压印印模(20t)和涂布面(101c)相互接触，从而将压印图案(20q)模压在感光聚合物材料(301)中并在感光聚合物材料(301)中形成复制图案(20u)；以及一个紫外线光源(99)，用来由穿过圆筒(69)和压印印模(20t)的紫外线(L)辐射复制图案(20u)，辐射是与复制图案(20u)的模压同时进行的。
18.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该柔性基底(101)对于紫外线(L)是不透明的。
19.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)相对于模压滚筒(90)具有这样一个位置，即，选自一个模压滚筒(90)内部位置和一个模压滚筒(90)外部位置。
20.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)包括一个UVA紫外线光源。
21.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线(L)包括约300.0纳米至约400.0纳米的波长。
22.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该涂布单元(300)包括一个涂布机，其选自凹印涂布机、微凹印涂布机以及缝模涂布机。
23.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，第一厚度(tc)处在约0.05微米至约2.0微米的范围内。
24.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，至少一个传送辊(103)与驱动单元(110)相连，且驱动单元(110)在操作中转动传送辊(103)以将驱动运动(WD)传递给模压滚筒(90)和柔性基底(101)。
25.如权利要求17所述的模压装置(200)，还包括一个供给卷轴(107s)，用来承载柔性基底(101)并将柔性基底(101)分配给涂布单元(300)。
26.如权利要求17所述的模压装置(200)，还包括一个卷取轴(107r)，用来在柔性基底(101)已模压并固化之后收集柔性基底(101)。
27.如权利要求26所述的模压装置(200)，其特征在于，该卷取轴(107r)与驱动单元(110)相连，且该驱动单元(110)在操作中转动(DR)卷取轴(107r)以收集柔性基底(101)并将驱动运动(WD)传递给模压滚筒(90)和柔性基底(101)。
28.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该柔顺介质(70)包括一种层压到光学透明转移粘合层(51)上的光学透明硅氧烷基弹性材料(44)。
29.如权利要求28所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明硅氧烷基弹性材料(44)是这样一种材料，即，选自聚二甲基硅氧烷、SYLGARD 182、SYLGARD 183、SYLGARD 184以及SYLGARD 186。
30.如权利要求28所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明转移粘合层(51)是一种ARclear DEV-8932光学透明硅酮胶。
31.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该光学透明圆筒(69)由一种选自玻璃、塑料以及石英的材料制得。
32.如权利要求17所述的模压装置(200)，其特征在于，该紫外线光源(99)还包括一个反射器(99r)，其用来将紫外线(L)聚焦在压印印模(20t)被推动着与涂布面(101c)接触的位置，从而使感光聚合物材料(301)在压印图案(20q)模压在感光聚合物材料(301)中之前不固化。
全文摘要
本发明披露了一种用于模压具有光学透明柔顺介质(70)的柔性基底(101)的装置(200)。该柔顺介质(70)包括其内具有压印图案(20q)的光学透明压印印模(20t)。该柔性基底(101)涂布有一种感光聚合物材料(301)。柔顺介质(70)可与一光学透明带衬(81)连接以形成模压带(100)或与一光学透明圆筒(69)连接以形成模压滚筒(90)。柔性基底(101)的涂布面(101c)被推动着与压印印模(20t)接触，压印图案(20q)被模压在感光聚合物材料(301)中，穿过柔顺介质(70)的紫外线(L)同时固化模压期间的感光聚合物材料(301)。
文档编号B29L7/00GK1541852SQ200410007348
公开日2004年11月3日 申请日期2004年3月1日 优先权日2003年4月29日
发明者A·H·简斯, A H 简斯 申请人:惠普开发有限公司