專利名稱：用于制作結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制作由光反應(yīng)樹脂或光固化樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的方法。該 光反應(yīng)樹脂(光敏樹脂)通常稱為抗蝕劑并被顯影。該光固化樹脂用于立體 平板印刷技術(shù)。這些樹脂的共同點是使用光至少實現(xiàn)光反應(yīng)。除非另外說明， 這些樹脂在本說明書中稱作"光反應(yīng)樹脂"。
背景技術(shù)：
如今對微結(jié)構(gòu)的需求正在增加，該微結(jié)構(gòu)例如由光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的生物 元件和光器件。為制作微結(jié)構(gòu)己經(jīng)設(shè)計出應(yīng)用光刻技術(shù)(曝光)和納米壓印 技術(shù)，在該光刻技術(shù)中，掩模圖案轉(zhuǎn)印到樹脂上，在該納米壓印技術(shù)中，模 具圖案被轉(zhuǎn)印。然而，光刻技術(shù)是這樣一種技術(shù)在曝光之后，通過光反應(yīng) 樹脂的顯影、蝕刻和分離步驟，將圖案轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂下的基底上。納米 壓印技術(shù)是這樣一種技術(shù)在壓印之后，通過光反應(yīng)樹脂的蝕刻和分離步驟， 將圖案轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂下的基底上。因此，這些技術(shù)不能用于由光反應(yīng)樹 脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的制作。而且，在曝光之前光反應(yīng)樹脂通常呈液態(tài)。因此，為了支撐光反應(yīng)樹脂， 光反應(yīng)樹脂需要涂覆在基底上。因此，在完成圖案轉(zhuǎn)印之后，光反應(yīng)樹脂需 要從基底分離。然而，將光反應(yīng)樹脂分離是很困難的。該結(jié)構(gòu)可能會被破壞。在立體平板印刷技術(shù)中，可以由液態(tài)紫外光固化樹脂利用立體平板印刷 系統(tǒng)的紫外激光進行固化和層壓，以在短時間內(nèi)形成三維結(jié)構(gòu)。然而，類似 地，難以將該三維結(jié)構(gòu)從用于成形該三維結(jié)構(gòu)的平臺分離。己經(jīng)提出這樣的技術(shù)光反應(yīng)樹脂在曝光之后利用特定的去除器從基底 分離。因為需要大約零下20度的儲存環(huán)境和曝光預(yù)處理(將溫度升高至室 溫，去泡等)，使用該特定移除器的技術(shù)并不可行。因此，難以簡單地制作 由光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，例如具有通孔圖案的微結(jié)構(gòu)裝置。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的示意性目的是提供一種方法，該方法能簡單地制作由光 反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，而不破壞該結(jié)構(gòu)。根據(jù)實施例的方案，用于制作由光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的方法包括下述 歩驟在可溶于水的片構(gòu)件上形成光反應(yīng)樹脂；選擇性地對光反應(yīng)樹脂進行 曝光照射，以激發(fā)光活性，從而制備該結(jié)構(gòu)；以及在該曝光步驟之后將該片 構(gòu)件溶解于水中。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟；圖2A至圖2E為圖1中所示的制作方法中的步驟的截面示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟；圖4示出了圖3所示的步驟1600的實例；圖5A至圖5D示出了圖3所示的制作方法中的步驟；圖6示出了圖3所示的步驟1600的另一實例；圖7A至圖7C示出了圖6所示的制作方法中的步驟；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟；圖9A至圖9C為示出圖8所示的步驟1700的截面示意圖；圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟；圖ll示出了圖10所示的步驟1800的細節(jié)的實例；圖12示出了圖10所示的步驟1900的細節(jié)的實例；圖13A至圖13F為對應(yīng)于圖IO所示的步驟的實例的截面示意圖；圖14A至圖14G為對應(yīng)于圖IO所示的步驟的其它實例的截面示意圖；圖15示出了圖11所示的步驟1800的細節(jié)的另一實例；圖16示出了圖12所示的步驟1900的細節(jié)的另一實例；圖17A至圖17F為對應(yīng)于圖14A至圖15所示的步驟的實例的截面示意圖；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟； 圖19A至圖19E為圖18所示的制作方法中的步驟的截面示意圖；圖20示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法中的步驟；圖21A至圖21C為示出了圖20所示的制作方法的截面示意圖；具體實施方式
下面將參照

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于制作結(jié)構(gòu)的方法。圖1示 出了該制作方法中的步驟。形成可溶于熱水的片形件10 (步驟1100)。該可溶于熱水的片形件10為能夠溶于熱水的片構(gòu)件并由瓊脂或聚乙烯醇樹脂構(gòu)成。這些材料也是環(huán)保的。瓊脂可溶于溫度大約為50攝氏度或更高溫度的熱水中。聚乙烯醇樹脂 可溶于溫度大約為80攝氏度或更高溫度的熱水中。可溶于熱水的片形件10 的尺寸和形狀不作特別限定。將光反應(yīng)樹脂20涂覆到可溶于熱水的片形件10上(步驟1200)。可以 使用的光反應(yīng)樹脂的實例包括但不限于聚肉桂酸乙烯酯(polyvinyl cinnamate)、環(huán)化聚異戊二烯-bisazide (cyclized polyisoprene-bisazide)、酚 醛清漆樹脂(novolacresin)、碳氟樹脂(flurocarbon resin)以及脂環(huán)族樹脂 (alicyclicresin)。涂覆機可以用于該涂覆。圖2A為這種狀態(tài)下的橫截面示 意圖。掩模30的圖案32包括遮光部32a和透光部32b，并且該圖案被曝光， 由此將圖案轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂20上(步驟1300)。水銀燈或受激準(zhǔn)分子激 光器系統(tǒng)可以用作曝光光源。所使用的曝光光源的類型并不受特別的限定。 轉(zhuǎn)印的圖案可以與其原始尺寸相同或更小。通過來自光源的光照亮掩模30 的照明光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在光源和掩模30之間。將來自掩模30的光線投影 到光反應(yīng)樹脂上的投影光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在掩模30和光反應(yīng)樹脂20之間。 這些光學(xué)系統(tǒng)包括透鏡、反射鏡、孔徑光闌等。該掩模30可以是透射型或反射型。圖2B為示出曝光過程中的狀態(tài)的截 面示意圖。在圖2B中，掩模30接觸光反應(yīng)樹脂20，并且轉(zhuǎn)印的圖案的尺 寸與其原始尺寸相同。本發(fā)明包括這樣的情況設(shè)置投影光學(xué)系統(tǒng)并且轉(zhuǎn)印 圖案的尺寸與其原始尺寸相同或比其原始尺寸更小。圖2C是示出曝光完成 之后光反應(yīng)樹脂20的狀態(tài)的截面示意圖。光反應(yīng)樹脂20包括未曝光的部分 22和曝光部分24，該未曝光的部分22通過圖案遮蔽該部分而免于光照射而 形成，曝光部分24通過將該部分暴露于光以實現(xiàn)固化而形成。在曝光完成之后，掩模30與光反應(yīng)樹脂20分離。執(zhí)行顯影和沖洗(步驟1400)?？扇苡跓崴钠渭?0不溶于顯影劑 或清潔劑。如圖2D所示，移除未曝光部分22以形成孔。曝光部分24留作 固化樹脂25。如果光反應(yīng)樹脂20正性抗蝕劑(positive resist)，就獲得圖 2D所示的負性抗蝕劑(negative resist)的反轉(zhuǎn)圖案(reverse pattern)。圖 2A至圖2E是顯影完成之后，包括光反應(yīng)樹脂20和可溶于熱水的片形件10 的結(jié)構(gòu)1的截面示意圖。執(zhí)行熱水處理(步驟1500)。對于瓊脂來說，所使用的水溫大約是50 "C或更高，對于PVA樹脂來說，所使用的水溫大約是8(TC或更高。如圖2E 所示，可溶于熱水的片形件10溶于熱水中，以離開微結(jié)構(gòu)2。微結(jié)構(gòu)2包括 具有通孔23的圖案。根據(jù)該制作方法，將片構(gòu)件溶于熱水中以使該結(jié)構(gòu)與片構(gòu)件分離。由于 片構(gòu)件僅浸入熱水中因此不會破壞該結(jié)構(gòu)。因此，可以簡單并穩(wěn)定地獲得通 過曝光而使圖案轉(zhuǎn)印而形成該(微)結(jié)構(gòu)。熱水的成本低而且環(huán)保。可以僅使用圖2E中所示的結(jié)構(gòu)2。該結(jié)構(gòu)2可以與支撐構(gòu)件40 —起使 用。支撐構(gòu)件40可以連接到結(jié)構(gòu)2以僅僅支撐或加固該結(jié)構(gòu)2。該支撐構(gòu)件 40可以具有光學(xué)效應(yīng)。下面將參照圖3至圖5D描述實施例。圖3示出了圖 l所示的制作方法中的歩驟的變型。圖3不同于圖1之處在于，在步驟1400 和1500之間設(shè)置步驟1600。參照圖3，在步驟1400之后，支撐構(gòu)件40固 定至顯影后的光反應(yīng)樹脂20 (步驟1600)。下面將參照圖4詳細說明步驟1600。圖4示出了圖3所示的步驟1600。 形成支撐構(gòu)件40 (子步驟1602)。如圖5A所示，當(dāng)在俯視圖中觀察時，根 據(jù)本實施例的支撐構(gòu)件40具有中空的矩形柱。然而，該支撐構(gòu)件的尺寸和 形狀不受特別的限定。支撐構(gòu)件40包括多個柱42和多個開口 44。所述柱 42支撐光反應(yīng)樹脂20。每個柱42的厚度和形狀不受限制。所述開口 44與 所述通孔23相連通。每個開口 44的長度和尺寸不受限制。將粘結(jié)劑46涂覆到支撐構(gòu)件40的底面41上(子步驟1604)。構(gòu)成粘 接劑的材料不受限制。粘接劑46在熱水處理的過程中不需要分離。將支撐 構(gòu)件40定位于并連接到顯影后的樹脂20的上表面20a上以形成結(jié)構(gòu)1A(子 步驟1606)。上表面20a相對于下表面20b設(shè)置，可溶于熱水的片形件10連接到該下表面20b。在結(jié)構(gòu)1A中，可溶于熱水的片形件10固定至光反應(yīng) 樹脂20的下表面20b，并且支撐構(gòu)件40固定至光反應(yīng)樹脂20的上表面20a。 圖5B為示出定位之后的狀態(tài)的截面示意圖。每個開口 44的中心線d和對 應(yīng)的一個通孔23的中心線C2與中心線C對齊。每根柱42定位于對應(yīng)的一 個固化的光反應(yīng)樹脂25的中心。圖5C是可溶于熱水的片形件10和光反應(yīng) 樹脂20的截面示意圖，該光反應(yīng)樹脂20具有上表面20a，支撐構(gòu)件40連接 到該上表面上。執(zhí)行步驟1500以獲得圖5D所示的結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)2A中，支撐構(gòu)件40 利用粘接劑46固定到光反應(yīng)樹脂20的上表面20A。根據(jù)本實施例，可以獲 得由支撐構(gòu)件支撐并用支撐構(gòu)件加固的樹脂結(jié)構(gòu)。下面將參照圖6說明步驟1600的變型。圖6示出了步驟1600。在圖6 中，支撐構(gòu)件40的成形和安裝在單個步驟中執(zhí)行。將顯影后的光反應(yīng)樹脂20和可溶于熱水的片形件10連接到模具50上 (子步驟1612)。模具50連接到光反應(yīng)樹脂20的上表面20a。圖7A示出 了被夾持的模具50中的空腔的狀態(tài)。模具50具有通道54、 56和58。通道 54限定了支撐構(gòu)件40的形狀。通道56漸縮并設(shè)置成適應(yīng)通道54。樹脂60 被分隔在通道54和56之間。模具50可以在通道54和56之間分隔成上模 部和下模部。每個通道56連接至通道58。通道58向通道56提供熱塑性樹 脂60。熱塑性樹脂的非限制性實例包括聚碳酸酯(polycarbonate)和聚醚酰 亞胺(polyetherimide)。也可以結(jié)合有金屬構(gòu)件和有機材料。在夾持之后，將熱塑性樹脂60注入模具50中(步驟1614)。在該實施 例中，利用注模(injection molding)法將溫控?zé)崴苄詷渲?0從供應(yīng)源(未 示出)通過通道58注入模具50中?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的注模 設(shè)備。該支撐構(gòu)件40可以通過注模法而高精度地制成。當(dāng)注入樹脂60時， 熱塑性樹脂60與光反應(yīng)樹脂20相結(jié)合。因此，并不需要圖5B中所示的粘 接劑46。在打開模具之后，就獲得圖7B所示的結(jié)構(gòu)1B (子步驟1616)。該結(jié)構(gòu) 1B包括連接到光反應(yīng)樹脂20的下表面的可溶于熱水的片形件10和連接到 光反應(yīng)樹脂20的上表面20a的支撐構(gòu)件40。不同于結(jié)構(gòu)1A，結(jié)構(gòu)1B并不 包括支撐構(gòu)件40和光反應(yīng)樹脂20的上表面20a之間的粘接劑。支撐構(gòu)件40的形狀和尺寸與結(jié)構(gòu)1A中的相同。于是，執(zhí)行歩驟1500以獲得如圖7C所示的連接到支撐構(gòu)件40的結(jié)構(gòu) 2B。結(jié)構(gòu)2B包括固定到光反應(yīng)樹脂20的上表面20a的支撐構(gòu)件40。不同 于結(jié)構(gòu)2A，結(jié)構(gòu)2B并不包括支撐構(gòu)件40和光反應(yīng)樹脂20的上表面20a之 間的粘接劑46。實際上可以使用結(jié)構(gòu)2A和2B。或者，可以使用通過切割結(jié)構(gòu)2A和2B 而形成的單個或多個結(jié)構(gòu)。下面將參照圖8至圖9C描述該實施例。圖8示 出了圖3所示的制作方法的變型中的步驟。圖8不同于圖3之處在于設(shè)置在 步驟1500和1600之間的步驟1700。參照圖8，步驟1600之后，切割結(jié)構(gòu)1A或1B (步驟1700)。如圖9A 所示，利用切割刀片70執(zhí)行切割。切割刀片70包括旋轉(zhuǎn)部件71和固定到 旋轉(zhuǎn)部件71上的刀片72。切割刀片70將結(jié)構(gòu)1B切割成片。圖9A所示的 結(jié)構(gòu)1B可以由結(jié)構(gòu)1A代替。如圖9B所示，得到的每個片是結(jié)構(gòu)1C，該 結(jié)構(gòu)1C包括可溶于熱水的片形件10、具有一個通孔23的光反應(yīng)樹脂20以 及支撐構(gòu)件40。在利用切割刀片70切割結(jié)構(gòu)1B之前，可溶于熱水的片形件10的背面 10b —側(cè)面向切割刀片70 —側(cè)。刀片72沿著支撐構(gòu)件40的每根柱42的中 心線D切割結(jié)構(gòu)1B。從桶74將冷凍劑75供應(yīng)到刀片72的切割位置?？扇?于熱水的片形件10防止碎片進入柱42中。圖9B所示的結(jié)構(gòu)1C可以立即用于步驟1500以形成圖9C所示的結(jié)構(gòu) 2C。結(jié)構(gòu)2C包括固定到光反應(yīng)樹脂20的支撐構(gòu)件40。在封裝、運輸和解 裝(unpacked)結(jié)構(gòu)2C的情況下，優(yōu)選的是，在用作裝置之前，立即對結(jié) 構(gòu)1C執(zhí)行這些步驟以及步驟1500。因此，在這些步驟過程中，可溶于熱水 的片形件10防止外來物體進入柱42中。更確切地說，根據(jù)本實施例，片形 件可以在切割過程中防止碎片進入光反應(yīng)樹脂和支撐構(gòu)件。在根據(jù)圖1的制作方法中，從處理的角度來看，可溶于熱水的片形件10 優(yōu)選地由支撐結(jié)構(gòu)支撐，直到曝光完成。下面將參照圖10描述該實施例。 圖IO示出了圖1所示的制作方法的變型中的步驟。圖IO所示的變型的方法 不同于圖1所示的制作方法之處在于，在步驟1100和1200之間設(shè)置步驟 1800，以及在步驟1300和1400之間設(shè)置步驟1900。參照圖10，步驟1100之后，支撐可溶于熱水的片形件10 (歩驟1800)。下面將參照圖11至圖14G詳細描述步驟1800。圖11示出了步驟1800 的細節(jié)。形成基板80 (子步驟1802)。如圖13A所示，根據(jù)本實施例的基板80 是在表面80a上具有凹槽82的平板，并由樹脂或玻璃構(gòu)成。當(dāng)從俯視圖中 觀察時，基板80為矩形。凹槽82呈矩形形狀，該矩形大于結(jié)構(gòu)2的外部形 狀。凹槽82形成于曝光區(qū)域的外部。在本實施例中，基板80通過注模法利 用熱塑性樹脂形成。根據(jù)另一實施例，如圖14A所示，使用具有凸塊81的 基板80A代替基板80。包括凸塊81的平板覆蓋曝光區(qū)域。凸塊81的高度 高于周圍的平坦部的高度。利用雙面膠83將可溶于熱水的片形件10定位并接合到基板80上(子 步驟1804)。在一實施例中，如圖13A所示，在定位之后，可溶于熱水的片形件10 在基板80的表面80a的邊緣彎曲?？扇苡跓崴钠渭?0的端部11接合 至基板80的背面80b。因此，可以在基板80的表面80a—側(cè)保持可溶于熱 水的片形件10的平整性。圖13A是示出可溶于熱水的片形件10相對于基板 80而定位的狀態(tài)下的截面示意圖。根據(jù)另一實施例，如圖14A所示，在可溶于熱水的片形件10定位之后， 利用雙面膠83將可溶于熱水的片形件10的端部11在表面80a上的凹槽82 的外部接合至基板80A的端部。更確切地說，接合部形成于外圍部，該外圍 部的高度小并且位于曝光區(qū)域的外部。圖14A是示出可溶于熱水的片形件 10相對于基板80A定位的狀態(tài)下的截面示意圖。圖14B是示出可溶于熱水 的片形件10接合至基板80A的狀態(tài)下的截面示意圖。將光反應(yīng)樹脂20涂覆到可溶于熱水的片形件10上(步驟1200)。圖 13B和圖14C是示出該狀態(tài)的截面示意圖。光反應(yīng)樹脂20涂覆到可溶于熱 水的片形件10在凹槽82內(nèi)的區(qū)域中。特別地，在圖14C中，外圍區(qū)域的高 度比中心曝光區(qū)域的高度較低。因此，在通過旋涂涂覆光反應(yīng)樹脂20時， 可以確保均勻的厚度。將掩模30的圖案32通過曝光轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂20上(步驟1300)。 圖13C和圖14D是示出曝光過程中的狀態(tài)的截面示意圖。移除對可溶于熱水的片形件10的支撐(步驟1900)。如圖12所示，在 該實施例中，利用切割機84沿著凹槽82切割可溶于熱水的片形件10，以將 片形件與基板80分離(子步驟1902)。圖13D和圖14E為示出切割過程中 的狀態(tài)的截面示意圖。圖13D所示的方法可用于使用多角形外形的基板的曝光處理。執(zhí)行顯影和沖洗(步驟1400)，以形成與圖2D所示的基板類似的基板 1，如圖13E和14F所示。執(zhí)行熱水處理(步驟1500)，以形成與圖2E所 示的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)2，如圖13F和圖14G所示。根據(jù)參照附圖13A至14G 的實施例，片構(gòu)件由基板容易地支撐。根據(jù)參照附圖14A至圖14G的實施 例，可以確保光反應(yīng)樹脂穩(wěn)定的厚度。下面將參照附圖15至附圖17F詳細描述圖12所示的步驟1900和圖11 所示的步驟1800的變型的實例。圖15示出了圖11所示的步驟1800的細節(jié) 的變型的實例。圖16示出了圖12所示的步驟1900的細節(jié)的變型的實例。形成支撐結(jié)構(gòu)85 (子步驟1812)。支撐結(jié)構(gòu)85包括安裝在箱86上的 多孔構(gòu)件87。箱86由鋁等構(gòu)成并呈柱狀或近似矩形平行六面體狀。箱86包 括凸塊86a和排氣口 86c。凸塊86a從內(nèi)表面朝箱86的內(nèi)部伸出。從箱86 的底面86d以恒定的高度沿著箱86的內(nèi)周面設(shè)置凸塊86a。凸塊86a用作多 孔構(gòu)件87的支撐件。當(dāng)多孔構(gòu)件87連接到凸塊86a時，在多孔構(gòu)件87的 背面87b與底面86d之間形成排氣空間86b。排氣空間86b與排氣口 86c相 連通。排氣口 86c通過管線88和閥89連接到真空泵(未示出)。因此，從 排氣口 86c抽空排氣空間86b。在可溶于熱水的片形件10被支撐的過程中， 排氣空間86d保持低壓。多孔構(gòu)件87由陶瓷材料等構(gòu)成并呈柱狀或呈近似 矩形平行六面體狀，多孔構(gòu)件87的表面87a與箱86的頂面86e平齊。降低 排氣空間86b內(nèi)的壓力后，開始從多孔構(gòu)件的表面87a吸氣。將可溶于熱水的片形件10定位并設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)85上(子步驟1814)。 在這里的可溶于熱水的片形件的尺寸對應(yīng)于切割后圖13D和圖14E中所示的 可溶于熱水的片形件10的尺寸。在定位和設(shè)置過程中關(guān)閉閥89;因此，排 氣空間86b的壓力為大氣壓。由此，可溶于熱水的片形件10僅設(shè)置于箱86 的頂面86e上以及支撐結(jié)構(gòu)85的多孔構(gòu)件87的表面87a上，而且沒有固定。 圖17A是示出定位之后的可溶于熱水的片形件10和支撐結(jié)構(gòu)85的截面示意圖。開始抽氣(子步驟1816)。在抽氣過程中打開閥89;因此，排氣空間 86b內(nèi)的壓力降低。由此，可溶于熱水的片形件IO被吸取并固定到支撐結(jié)構(gòu) 85的多孔構(gòu)件87的表面87a上。圖17B為示出抽氣之后可溶于熱水的片形 件10固定到支撐結(jié)構(gòu)85的狀態(tài)的截面示意圖。在繼續(xù)抽氣時，將光反應(yīng)樹脂20涂覆到可溶于熱水的片形件10上(步 驟1200)。圖17C是示出該狀態(tài)的截面示意圖。在繼續(xù)抽氣時，將掩模30 的圖案32通過曝光轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂20上(步驟1300)。圖17D是示出 曝光過程的狀態(tài)的截面示意圖。移除對可溶于熱水的片形件10的支撐(步驟1900)。在本實施例中， 抽氣結(jié)束，于是將可溶于熱水的片形件10從支撐結(jié)構(gòu)85分離(子步驟1912)。 圖17E是示出分離之后的狀態(tài)的截面示意圖。不需要圖13D和圖14E所示 的利用切割機84進行切割操作，由此改善了可加工性。執(zhí)行顯影和沖洗(步驟1400)。因此，獲得與圖2D所示的基板類似的 基板l。執(zhí)行熱水處理(步驟1500)。因此，獲得與圖2E所示的結(jié)構(gòu)類似 的結(jié)構(gòu)2，如圖17F所示。根據(jù)本實施例，片構(gòu)件通過多孔構(gòu)件和抽氣操作 而容易地受到支撐。而且，通過結(jié)束抽氣，片構(gòu)件容易地與多孔構(gòu)件分離。在圖1所示的步驟1300中，通過曝光執(zhí)行圖案轉(zhuǎn)印。在另一實施例中， 通過納米壓印執(zhí)行圖案轉(zhuǎn)印。在這種情況下，使用具有凸紋圖案36的模具 35取代掩模30。下面將參照圖18至圖19E描述本實施例。圖18示出了根 據(jù)本實施例的制作方法中的步驟。形成可溶于熱水的片形件10 (步驟1100)。如圖19A所示，類似圖2A 所示的歩驟，將光反應(yīng)樹脂20涂覆到可溶于熱水的片形件10上(步驟1200)。 通過納米壓印將模具35的圖案轉(zhuǎn)印到光反應(yīng)樹脂20上(步驟1350)。具體 地，如圖19B所示，可溶于熱水的片形件10和光反應(yīng)樹脂20安裝到納米壓 印設(shè)備(未示出)并相對于安裝到壓力板38上的模具35進行定位。如圖19C 所示，模具35利用壓力板38壓抵在光反應(yīng)樹脂20上并用紫外線照射。壓 力板38和模具35均由導(dǎo)光材料例如石英構(gòu)成?？梢岳米贤饩€通過壓力板 38和模具35對光反應(yīng)樹脂20進行照射以實現(xiàn)固化。然后模具35與光反應(yīng) 樹脂分離。圖19D是示出包括光反應(yīng)樹脂20和可溶于熱水的片形件10的結(jié)構(gòu)ID的截面示意圖。通過熱水處理溶解可溶于熱水的片形件以獲得圖19E 所示的結(jié)構(gòu)2D (步驟1500)。根據(jù)該制作方法，將片構(gòu)件溶解于熱水中以使該結(jié)構(gòu)與片構(gòu)件分離。由 于片構(gòu)件僅浸入在水中，因此不會破壞該結(jié)構(gòu)。因此，可以簡單并穩(wěn)定地獲 得利用納米壓印通過轉(zhuǎn)印圖案而形成的(微)結(jié)構(gòu)。熱水的成本低且環(huán)保。下面將參照圖20至圖21C描述將可溶于熱水的片形件10應(yīng)用到立體平 板印刷中的實施例。圖20示出了根據(jù)本實施例的制作方法中的步驟。圖21A 是立體平板印刷系統(tǒng)的截面示意圖。如同在步驟1100中，形成可溶于熱水 的片形件IO (步驟2100)。將可溶于熱水的片形件IO安裝在立體平板印刷 系統(tǒng)100的升降機130的工作臺136上并浸沒(步驟2200)。立體平板印刷系統(tǒng)100包括光源110、掃描儀120、升降機130、容器 140和控制單元150。光源110由紫外線激光器例如KrF受激準(zhǔn)分子激光器 構(gòu)成。掃描儀包括光學(xué)系統(tǒng)122，該光學(xué)系統(tǒng)122具有透鏡和反射鏡。掃描 儀120引導(dǎo)光源110發(fā)出的激光L并在xy平面內(nèi)掃描光反應(yīng)樹脂。升降機 130包括柱132; L形臂部134，其沿柱132在z方向上移動；工作臺136， 其連接到臂部134。可溶于熱水的片形件10設(shè)置在工作臺136的頂面137上。 容器140呈箱形，其容納光反應(yīng)樹脂(光固化樹脂)20，并包括由導(dǎo)光材料 構(gòu)成的蓋142。TSR820可以用作用于立體平板印刷系統(tǒng)的本實施例的光固化 樹脂?？刂茊卧?50根據(jù)待成形的物體的信息控制光源110、掃描儀120和 升降機130的操作。立體平板印刷系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所 公知的。因此省略對該結(jié)構(gòu)的描述。控制單元150通過利用激光L掃描樹脂并降低升降機130而開始立體平 板印刷(步驟2300)。具體地，將三維模型分成薄片并轉(zhuǎn)換成輪廓線數(shù)據(jù)。 控制單元150根據(jù)輪廓線數(shù)據(jù)控制掃描儀120。因此，激光L通過蓋142掃 過容器140內(nèi)的光反應(yīng)樹脂20的表面，以畫出截面形狀。利用激光L照射 的部分被固化以在工作臺136上形成該形狀的一個橫截面層。控制單元150 此時使連接到升降機130的臂部134降低一層。連續(xù)地層壓多個薄的橫截面， 由此形成對應(yīng)于三維模型的三維物體。通過重復(fù)該過程形成三維物體4。立 體平板印刷完成之后，控制單元150結(jié)束從光源110輻射激光L(步驟2400)?？刂茊卧?50提升臂部134以從立體平板印刷系統(tǒng)100中移除三維物體4和可溶于熱水的片形件10。圖21B是成形之后從立體平板印刷系統(tǒng)移除的 三維物體和可溶于熱水的片形件10的截面示意圖。通過熱水處理溶解可溶于熱水的片形件10，從而得到圖21C所示的三 維物體4。根據(jù)該制作方法，片構(gòu)件容易地從支撐該片構(gòu)件的工作臺移除。 而且，利用熱水容易地將三維物體從片構(gòu)件移除。由此，可以簡單并穩(wěn)定地 制作三維物體。本發(fā)明的實施例已經(jīng)描述如上。本發(fā)明并不限于這些實施例。在不脫離 本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種變形和變化，。本發(fā)明提供了簡單地制作由光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)、而不會破壞該結(jié)構(gòu)的方法。
權(quán)利要求
1.一種用于制作光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的方法，該光反應(yīng)樹脂具有光活性，該方法包括下列步驟在可溶于水的片構(gòu)件上形成所述光反應(yīng)樹脂；選擇性地對所述光反應(yīng)樹脂進行曝光照射，以激發(fā)光活性，從而制備該結(jié)構(gòu)；以及在曝光步驟之后使該片構(gòu)件溶解于水中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成光反應(yīng)樹脂的步驟包括 將所述光反應(yīng)樹脂涂覆到該片構(gòu)件上；以及在該曝光步驟之后，使所述光反應(yīng)樹脂顯影，在溶解步驟之前進行顯影步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該曝光歩驟包括通過具有遮光部和透光部的掩模的圖案曝光處于液態(tài)的、涂覆到該片構(gòu)件上的所述光反應(yīng)樹 脂，該圖案被轉(zhuǎn)印到所述光反應(yīng)樹脂上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該形成步驟包括 將所述光反應(yīng)樹脂涂覆到該片構(gòu)件上；將模具的不平整圖案轉(zhuǎn)印到處于液態(tài)的、涂覆在該片構(gòu)件上的所述光反 應(yīng)樹脂上，通過納米壓印轉(zhuǎn)印所述圖案。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該片構(gòu)件能夠在升高的溫度下溶 解，并且在該升高的溫度下執(zhí)行溶解該片構(gòu)件的操作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該片構(gòu)件包括瓊脂。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該片構(gòu)件包括聚乙烯醇樹脂。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括步驟 將支撐構(gòu)件固定在所述光反應(yīng)樹脂上，以支撐所述光反應(yīng)樹脂。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中還包括步驟將模具安裝至所述光反應(yīng)樹脂，該模具具有適應(yīng)該支撐構(gòu)件的通道；以及將所述樹脂注入該模具中，以將該支撐構(gòu)件固定至所述光反應(yīng)樹脂。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中還包括步驟利用刀片切割該片構(gòu)件、所述光反應(yīng)樹脂和該支撐構(gòu)件，該片構(gòu)件面向 該刀片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中還包括步驟在該曝光步驟之前，利用雙面膠將該片構(gòu)件接合至具有凹槽的基板；以及沿著該凹槽切割該片構(gòu)件，以從該基板上移除該片構(gòu)件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中還包括步驟在該曝光步驟之前，利用雙面膠將該片構(gòu)件接合至具有凹槽的基板；以及沿著該凹槽切割該片構(gòu)件，以從該基板上移除該片構(gòu)件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該基板具有面向該片構(gòu)件的凸 塊，該凸塊的高度大于該雙面膠的厚度，并且通過旋涂方法執(zhí)行涂覆步驟。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該基板具有面向該片構(gòu)件的凸 塊，該凸塊的高度大于該雙面膠的厚度，并且通過旋涂方法執(zhí)行涂覆步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括步驟 在該曝光步驟之前，將該片構(gòu)件設(shè)置在多孔構(gòu)件的一側(cè)； 通過從該多孔構(gòu)件的另一側(cè)抽吸，將該片構(gòu)件固定在該多孔構(gòu)件的一側(cè)上；以及在顯影步驟之前，通過停止抽吸使該片構(gòu)件與該多孔構(gòu)件的一側(cè)分離。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成步驟包括將片構(gòu)件放置在液 態(tài)的光反應(yīng)樹脂中，并且該曝光步驟包括利用光源的光照射和掃描所述光反 應(yīng)樹脂，逐步降低該片構(gòu)件，固化所述光反應(yīng)樹脂以在該片構(gòu)件上形成該結(jié)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作由光反應(yīng)樹脂構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括下列步驟在可溶于水的片構(gòu)件上形成光反應(yīng)樹脂；選擇性地對光反應(yīng)樹脂進行曝光照射，以激發(fā)光活性，從而產(chǎn)生該結(jié)構(gòu)；以及在該曝光步驟之后將該片構(gòu)件溶解于水中。
文檔編號G03F7/30GK101266404SQ20081008367
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者松下直久, 飯?zhí)镞M 申請人:富士通株式會社