表面增强拉曼散射元件的制作方法_3

文档序号:8227460阅读:来源:国知局
压印用的母模,也可以是使用该母模形成的复制模具(replica mold)。另外,模具M例如既可以是由PET、聚碳酸醋、PMMA、聚酰亚胺、娃酮等构成的薄膜模具,也可以不限定于薄膜模具而是石英模具或镍模具、硅模具等。
[0068]接着,准备包含基板4的晶圆40,将纳米压印树脂50配置于其表面40a上。作为纳米压印树脂50例如可以使用UV固化性树脂(丙烯酸系、氟系、环氧系、硅酮系、聚氨酯系、PET、聚碳酸酯或无机有机混合材料等)或低熔点玻璃。
[0069]接着,如图4的(b)所示,将模具M推到晶圆40上的纳米压印树脂50上并加压。由此,纳米压印树脂50被充填到模具M的各个凹部M83 (也有没有完全充填的情况)。此时,在模具M的高密度区域M8a中,因为凹部M83的体积的总和相对较小,所以用少的树脂量就能够充填凹部M83。相对于此,在模具M的低密度区域M8b中,因为凹部M83的体积的总和相对较大,所以用于充填其凹部M83所需的树脂量相对增多。
[0070]在这样的状况下,如果将模具M的图案转印到纳米压印树脂50从而形成成形层5,则如上所述在将模具M按压到纳米压印树脂50上的时候,由于对高密度区域MSa的凹部M83的充填只需相对较少的树脂量即可,而对低密度区域M8b的凹部M83的充填则需要相对较多的树脂量,所以在被用于支撑部7的形成的树脂量上以对应于各区域M8a、M8b的形式产生梯度,作为结果在支撑部7的厚度上设置如上所述的梯度。之后,例如通过UV照射等使纳米压印树脂50固化,如图4的(c)所示将模具M从成形层5脱模。
[0071]这样如果对细微结构部8设定低密度区域8a和高密度区域Sb,则由于用于形成高密度区域8b的凸部81所需的树脂量(用于充填模具M的低密度区域M8b的凹部M83的树脂量)多于用于形成低密度区域8a的凸部81所需的树脂量(用于充填模具M的高密度区域MSa的凹部M83的树脂量),所以能够容易而且切实地形成在厚度上具有梯度的成形层5(支撑部7) ο
[0072]在此,图4(a)?(C)中所示的纳米压印工序既可以通过使用晶圆大小的模具M来以晶圆级一次性形成多个成形层5的形式实施,又可以通过重复使用小于晶圆的尺寸的模具M来依次形成多个成形层5 (分布重复)。
[0073]之后,将金属(Au、Ag、Al、Cu或者Pt等)等导电体蒸镀于成形层5 (细微结构部8)上以形成导电体层6,从而构成光学功能部10。由此构成了 SERS元件3。于是,按每个SERS元件3切割晶圆40,将被切割出来SERS元件3固定于处理基板2从而获得SERS单元
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[0074]如以上所说明的,在本实施方式所述的SERS元件3中,成形层5具有细微结构部8,在该细微结构部8上形成导电体层6,并构成产生表面增强拉曼散射的光学功能部10。特别的,在该SERS元件3中成形层5的厚度以在形成了细微结构部8的细微结构区域A5的中央部分5a相对较厚并且在外缘部分5b相对较薄而构成。
[0075]为此,例如为了通过纳米压印法来形成成形层5而在将模具M从成形层5脱膜的时候,不仅在细微结构区域A5的外缘部分5b中细微结构部8容易效仿复制模具的脱模,而且在细微结构区域A5的中央部分5a中容易维持细微结构部8的形状。因此,能够抑制在细微结构部8(凸部81)上产生损伤,所以能够使表面增强拉曼散射的特性稳定。
[0076]另外,在本实施方式所涉及的SERS元件3中,因为成形层5的厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b (在此是成形层5的外缘部分)中变得相对变薄,所以不仅能够将该外缘部分5b作为设定芯片化时的切割线的区域来利用,而且在为芯片化而切割时难以剥落。
[0077]另外,在本实施方式所涉及的SERS元件3中,细微结构部8包含多个凸部81,凸部81的形成密度在细微结构区域A5的中央部分5a变得比外缘部分5b相对更小。像这样的成形层5例如能够通过使用了如上述的模具M的纳米压印法,以其厚度T5在细微结构区域A5的外缘部分5b变得比中央部分5a相对更薄的形式来容易且确实地形成。这在支撑部7的厚度T7中设置如上所述的梯度的情况下也相同。
[0078]另外,在本实施方式所涉及的SERS元件3中,成形层5具有沿着基板4的表面4a延伸的支撑部7,细微结构部8 (凸部81)与其支撑部7被一体地构成。因此,由于细微结构部8的剥离(凸部81的倒塌或脱落)被抑制,因此可靠性提高。
[0079]以上的实施方式是说明表面增强拉曼散射元件的一个实施方式。因此,本发明并不限定于上述SERS元件3,只要是在不变更各权利要求项要旨的范围内则能够任意地变更SERS元件3。
[0080]例如SERS元件3能够替代上述成形层5而具备如图5所示的成形层5A。在成形层5A上,支撑部7以及细微结构部8形成于基板4的表面4a的中央部分。因此,成形层5A的细微结构区域A5不是基板4的表面4a的整体而是只成为中央部分。
[0081]在此情况下也由于细微结构部8的厚度T8为一定并且支撑部7的厚度T7具有梯度,所以成形层5A的整体厚度T5具有对应于支撑部7的厚度T7的梯度。更加具体而言,成形层5A的厚度T5通过支撑部7的厚度T7的梯度而在细微结构区域A5的外缘部分5b变得比细微结构区域A5的中央部分5a相对更薄。换而言之,成形层5A的厚度T5对应于支撑部7的厚度T7的梯度而具有从细微结构区域A5的中央部分5a朝着外缘部分5b渐渐变薄那样的梯度。
[0082]进一步,成形层5A具有形成于基板4的表面4a上的框部9。框部9从支撑部7起连续并与支撑部7被一体地形成。框部9被配置于基板4的表面4a的外周部分,并且以沿着基板4的表面4a包围细微结构部8的支撑部7侧的一部分以及支撑部7的形式被形成为环状。框部9距离基板4的表面4a的高度H9低于细微结构部8距离基板4的表面4a的高度(支撑部7的厚度T7与细微结构部8的厚度T8相加的高度)。
[0083]这样因为如果在基板4的外周部分设置框部9,则能够保护细微结构部8,所以可靠性提高。另外,既能够将框部9作为用于设置安装用的定位标记的空间来使用,又能够将框部9作为用于实施识别芯片的标记的空间来使用,还能够将框部9作为设定芯片化时的切割线的区域来利用。另外,即使在SERS元件3上产生碎肩也会滞留在框部9,并且能够回避包括细微结构部8的有效区域的损伤。
[0084]另外,在成形层5A中,凸部81的形成密度在细微结构区域A5内为一定,但是由于能够将框部9看作为相对较大的单一的凸部,所以该框部9作为高密度区域Sb发挥作用(即细微结构区域A5整体作为低密度区域5a发挥作用)。因此,与形成成形层5的情况相同,如果准备用于成形层5A的模具M将其推到纳米压印树脂50上并进行加压,则为了形成框部9而需要较多的树脂。其结果由于用于形成支撑部7的树脂的一部分被用于框部9的形成,所以能够在支撑部7上设置梯度。
[0085]另外,在成形层5A中,还可以如图6所示将框部9的高度H9做得高于细微结构部8的高度(支撑部7的厚度T7与细微结构部8的厚度T8相加的厚度),并且以框部9包围支撑部7以及细微结构部8的形式来制作。在此情况下,由框部9和支撑部7能形成凹部C,并且细微结构部8形成于该凹部C的底面(支撑部7的表面7s)。因此,细微结构部8能够被确实地保护。另外,通过较高地设定框部9,从而由于能够缓和因基板4与成形层5的热膨胀差引起的变形,所以能够防止由于温度循环等引起的成
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