专利名称：制作具有微结构图形的压模板的方法
技术领域：
本发明提供一种制作压模板(stamper)的方法，尤指一种制作免切割式压模板的方法。
背景技术：
由于注射模塑具有制品成型容易、可大量生产、降低生产成本而且可适合复杂成品成型等优点，故已被广泛应用于光盘记录媒体、日常生活用品、家电用品和汽车零组件中，成为现今塑料及金属加工业最为广泛应用的成型技术。而在上述注射模塑的工序中，用来复制成品表面的微结构图形的模型扮演了极重要的角色，其品质甚至决定了产品良率的高低。
一般的大尺寸模型制作方式，常是将压模板(stamper)固定在模具上以作为模型使用。传统上，在压模板表面完成射出图样加工后，多是以机械加工方式将压模板切割成所需的模芯大小。然而，在公知的机械刀具加工过程中，常常导致压模板产生微量变形，或产生因裁切所造成的毛边，使得注射模塑时损伤机台的镜面模具，甚至射出产品的精度无法达到产品要求，尤其是导光板等光学组件的制作。因此，以传统机械加工方式切割压模板，不但耗时，也无法满足切割精度的要求。
此外，当压模板是应用于超精密或微注射模塑等的电子或光学产品时，为了满足在压模板表面制作出具有精细的微结构图形条件，较新颖的技术是以电铸方式直接制作出整块压模板。然而，电铸工序上受到模具的限制，在完成之后的压模板尺寸会比所需要的成品大，通常会与电铸工序中用于承载压模板的基板大小相同，因此电铸版母模需要将其多余部分切除，以配合注射模塑模具的尺寸使用。因此，电铸压模板依然存在有裁切的问题。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种在电铸工序中利用生长围墙制作出压模板的方法，以解决公知制作压模板方法的问题。
本发明公开一种制作具有微结构图形的压模板的方法。该方法先提供一基板，接着在基板上形成一第一图形层，且该第一图形层的图形与预定制作的压模板的微结构图形相反。然后在基板上形成一第二图形层，用来限定出压模板的尺寸边缘，最后再进行一电铸工序，并利用第二图形层作为电铸生长围墙，以在基板上形成至少一该压模板。
由于本发明是在电铸工序之前，先在基板上形成作为电铸生长围墙的第二图形层，以使电铸制成的压模板具有符合注射模塑模具的尺寸，因此在形成压模板之后，便不需另外再进行机械加工的切割程序，故可有效避免因传统机械加工所造成的变形及毛边等问题。
图1至图7为本发明制作压模板方法的第一实施例的工序示意图。
图8为本发明制作压模板方法的第三实施例的示意图。
附图符号说明10 基板 12光阻层12’ 第一图形层14电铸晶种层16 第二图形层18a、18b 压模板30 基板 32电铸晶种层34 第一图形层36第二图形层38a、38b压模板具体实施方式
参考图1至图7，图1至图7为本发明制作压模板方法的第一实施例的工序示意图。如图1所示，首先提供一基板10，基板10可为干净的玻璃基板或其它绝缘基板。接着在基板10表面涂布一光阻层12，并利用黄光微影工序，将设计好的图形转移至光阻层12上，然后再经过显影，以形成如图2所示的第一图形层12’。其中，第一图形层12’的图形和预定制作的压模板表面所具有的微结构图形相反，而且，在本实施例中，第一图形层12’系由具有感光性的光阻材料所形成，并不限定于正型或负型光阻。
参考图3，接着在基板10以及第一图形层12’表面形成一层较薄的电铸晶种层(seed layer)14，并阶梯覆盖(step cover)于第一图形层12’以及基板10表面，以使电铸晶种层14呈现与第一图形层12’相同的图形。其中，电铸晶种层14的主要作用是在电铸工序中帮助电铸金属物附着及长晶，因此，电铸晶种层14的厚度系依工序需要而定，厚度单位可小至纳米(nanometer，nm)等级，而为达到电铸晶种层14的功能，其材料为可导电的金属材料较佳，例如镍、银等材料，并可以溅镀、蒸镀或无电镀等方式形成。此外，具导电性的碳膜等非金属材料亦可作为电铸晶种层14。
参考图4，在形成电铸晶种层14之后，接着在基板10上再形成一层绝缘的第二图形层16。在本实施例中，第二图形层16为一感光材料，例如正型或负型光阻材料。而第二图形层16的图形的形成方式亦是利用黄光微影工序，经由一具有特定图形的光罩曝光、显影，完成图形转移。值得注意的是，本发明的第二图形层16主要系用来作为电铸工序中的生长围墙，因此其图形会限定出欲制作的压模板的尺寸边缘，故厚度较厚，约达数百微米(micrometer，μm)至数千微米，视工序而定，但均必须大于后续所要制作的压模板的厚度。
参考图5，图5为图4中所示的基板10、第二图形层16以及电铸晶种层14的上视图。由于第一图形层12’是用来限定压模板表面的微结构图形，而第二图形层16是用来限定压模板的尺寸边缘，因此两者的图形在基板10表面呈错开分布，不会重迭。也即如图5所示，部分的电铸晶种层14覆盖于凸起的第一图形层12’表面，而第二图形层16则分布于第一图形层12’外围。
然后，参考图6，进行一电铸工序，使金属材料沿着电铸晶种层14表面生长，但却不附着于绝缘的第二图形层16表面，以在基板10表面形成二压模板18a、18b。如前所述，电铸厚度必须小于第二图形层16的厚度，以使得第二图形层16得以发挥生长围墙的功能，而将压模板18a、18b的尺寸限定在第二图形层16所包围的区域内。如此，制作出的压模板18a、18b便有固定的大小，而不需要另外进行切割或加工的动作。
最后，如图7所示，进行一脱膜工序，使压模板18a、18b与基板10、第二图形层16及第一图形层12’相互分离，而得到不需经由切割的压模板18a、18b，并直接设置于注射模塑模具中当作模芯使用。此外，若电铸晶种层14的材料和制作出的压模板18a、18b材料相同时，例如两者皆为金属镍，则不需要将压模板18a、18b表面上的电铸晶种层14移除，而可以直接将脱膜后的压模板18a、18b连同其表面上的电铸晶种层14当作模芯使用。另一方面，当电铸晶种层14与压模板18a、18b的形成材料不同时，则在脱膜工序中，还必须将电铸晶种层14从压模板18a、18b表面移除。
在本发明的第二实施例中，第一图形层以及第二图形层的材料皆为非感光材料。以第一图形层为例，其形成方式可先在基板表面依序形成一非感光材料层以及一光阻层，然后进行一黄光微影工序，将图形转移至光阻层上，经显影后，再以图形化的光阻层作为蚀刻屏蔽来对非感光材料层进行蚀刻，最后将光阻层移除，完成非感光性的第一图形层。而形成非感光材料的第二图形层的工序亦相同于第一图形层，故不多加赘述。
参考图8，图8为本发明制作压模板方法的第三实施例的示意图。在本发明的第三实施例中，电铸晶种层32系形成于基板30以及第一图形层34之间。因此在第三实施例中，是先在基板10表面形成电铸晶种层32，才在电铸晶种层32表面形成第一图形层34以及第二图形层36。值得注意的是，由于第一图形层34以及第二图形层36的图形不重迭，因此两者的形成顺序可以对调，或是藉由同一材料层所形成。例如，当第一以及第二图形层34、36系由同一材料层所形成时，由于第二图形层36的厚度必须大于后续形成的压模板38a、38b，而第一图形层34的厚度需小于压模板38a、38b，因此第一以及第二图形层34、36的材料可选择非感光性材料，然后利用多次图形化光阻层来分别进行数次蚀刻，以形成不同厚度的第一以及第二图形层34、36。另一方面，为了提高电铸工序的效果，第一图形层34可选择性地以导电材料制成，以确保压模板38a、38b表面可以形成贴合第一图形层34的微结构图形。
在本发明的第四实施例中，是直接使用本身为导电材料的基板，并在其上形成分别限定出微结构图形以及压模板边缘尺寸的第一以及第二图形层，然后以第二图形层为生长围墙，进行电铸工序，以形成压模板。同样地，第一图形层可选择性地以导电材料制成，以提高电铸工序的效果。
与公知技术相比，本发明方法主要是利用两次黄光微影工序及一次电铸工序制作出免切割而具任意形状的压模板，其方法主要是利用以绝缘性材料制作的第二图形层当作限制电铸压模板的生长围墙，使得制作出的压模板具有预定的尺寸以及形状。本发明的第一、第三实施例虽然以同时制作二矩形压模板为例，但并未限定在一电铸工序中可同时制作出的压模板数量和形状。利用本发发明方法所制作出的压模板，可避免传统机械式切割所产生的变形及毛边问题，也可以精确制作出需要的压模板尺寸，节省时间和工序成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种制作具有微结构图形的压模板的方法，该方法包括有下列步骤提供一基板；在该基板上形成一第一图形层，且该第一图形层的图形与该微结构图形相反；在该基板上形成一第二图形层，且该第二图形层用来限定出该压模板的尺寸边缘；以及进行一电铸工序，并利用该第二图形层作为一电铸生长围墙，以在该基板上形成至少一该压模板。
2.如权利要求1的方法，其特征在于该方法另包括有形成一电铸晶种层的步骤。
3.如权利要求2的方法，其特征在于该电铸晶种层形成于该基板表面并阶梯覆盖在该第一光阻层之上，以使该电铸晶种层呈现与该第一图形层相同的图形。
4.如权利要求2的方法，其特征在于该电铸晶种层形成于该基板以及该第一光阻层之间。
5.如权利要求2的方法，其特征在于该电铸晶种层为一金属层。
6.如权利要求1的方法，其特征在于该基板由导电材料所构成。
7.如权利要求1的方法，其特征在于该第二图形层不与该第一图形层相重迭。
8.如权利要求1的方法，其特征在于该第二图形层的厚度大于该压模板的厚度。
9.如权利要求1的方法，其特征在于该第一图形层是由一感光材料所构成。
10.如权利要求9的方法，其特征在于该第一图形层为正型光阻材料或负型光阻材料。
11.如权利要求1的方法，其特征在于该第二图形层是由一感光材料所构成。
12.如权利要求11的方法，其特征在于该第二图形层为正型光阻材料或负型光阻材料。
13.如权利要求1的方法，其特征在于该第一图形层是由一导电材料所构成。
14.如权利要求1的方法，其特征在于该第二图形层是由一绝缘材料是所构成。
15.如权利要求1的方法，其特征在于该方法还包括有一使该压模板与该基板分离的步骤，以得到一完整而不需切割的该压模板。
全文摘要
本发明提供一种制作具有微结构图形的压模板的方法。该方法先提供一基板，然后在基板上形成一与该微结构图形相反的第一图形层，然后于基板上形成一第二图形层，用以限定出压模板的尺寸边缘，最后再进行一电铸工序，并利用第二图形层作为一电铸生长围墙，以在基板上形成至少一该压模板。
文档编号C25D1/10GK1657656SQ200410005420
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月18日 优先权日2004年2月18日
发明者陈怡礽, 周天佑, 赖志辉, 陈怡发, 张世慧, 王元宏 申请人:钰德科技股份有限公司