[發明專利]應用高能光源制造微型構造的方法

無效

• 申請號: 02105093.7
• 申請日: 2002-02-20
• 公開（公告）號: CN1396493A
• 公開（公告）日: 2003-02-12
• 發明（設計）人: 李承燮;李成根;李光哲
• 申請（專利權）人: 學校法人浦項工科大學校
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/20;G03F7/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉興鵬

技術領域

本發明涉及一種應用高能光源制造微型構造的方法；具體地說，一種應用同步加速器輻射制造一個微透鏡或具有一個預定圖形的微型構造的方法。

現有技術的說明

目前，高能同步加速器輻射在半導體工業中已經被廣泛地用于X射線光刻領域，以及用在以所謂LIGA(X射線深蝕刻成型技術)制造微型構造的工藝中，該工藝首先在德國發展起來，用在制造一個用來切開鈾同位素的縫式噴嘴中。

同步加速器輻射是一個高能光源，其強度比其它光源強幾萬倍。由于良好的平行光束，它具有低散射性，并且還具有連續的能量頻譜，同時在高真空下是一個高清潔度的輻射光源。從而，光刻的暴光時間通過采用同步加速器輻射能比采用其它光源顯著地減少。由于同步加速器輻射的低散射特性，其可以被用來制造具有高縱橫比的微型構造。由于同步加速器輻射能通過選擇合適的波長范圍從而在光掩模的選擇方面增加自由度，所以它也可能是LIGA方法中最適宜的X射線光源。

LIGA工藝的應用之一是在微透鏡領域中。微透鏡在光學系統中被作為一個重要的元件使用，其中微透鏡的構造需要被控制，以便獲得所需的光學特性。

現在將參照圖1A到1D對由N·Moldovan在電器與電子工程師學會(IEEE)雜志1997年期第149頁至第152頁上發表的《用于微光學元件的LIGA和替代技術》一文中提出的一種傳統的微透鏡制造方案進行說明。

如圖1A所示，一種感光材料(如PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯)12被涂在基片10上。此后，用一個X射線光掩模14完成X射線暴光過程。PMMA通常被用作感光材料12，這是由于由PMMA制造的鏡頭的透明度大約比其它現有技術的塑料鏡頭好90％，而其它光學特性也同樣接近于玻璃鏡頭。

此后，如圖1B所示，應用一個顯影工藝，通過去掉經X射線暴光的PMMA的一部分而獲得一個圓柱圖形16。

然后，如圖1C所示，整個圓柱圖形16在一個低強度的第二X射線中暴光，第二X射線通過設置在其上方的一個隔膜濾光器(圖中未示出)提供。

通過將圓柱圖形16在較弱的第二X射線暴光，僅圓柱圖形16的一個表面部分16a受到影響，使該部分具有一個比未暴光部分低的璃態轉變溫度(Tg)。

最后，如圖1D所示，圓柱圖形16在一個預定的溫度下被進行熱處理，使得只有暴光后具有低Tg的圓柱圖形16的受暴光影響的表面部分16a熔化和變形，以便通過表面張力來形成一個具有半球狀頂部的微透鏡16b。在此，微透鏡16b的直徑由原始圖形16的直徑所確定。同時其高度由熱處理溫度以及圖形16的高度和直徑所決定。

上述傳統的微透鏡制造方法具有一些缺點，其中制造方案需要兩個X射線暴光過程以及一個顯影過程，使得整個工藝復雜化。

發明內容

由此，本發明的目的在于提出一個只使用一次X射線暴光過程、并不須經過顯影過程的簡單的微型構造的制造方法。

根據本發明，其中的用一個高能光源制造微型構造的方法包括有選擇地將感光材料的一部分在高能光源下暴光的步驟和進行僅使感光材料的暴光部分的上部熔化并變形的熱處理步驟。

附圖說明

下面結合附圖的最佳實施例的說明將使本發明的上述和其它目的和特征成為顯而易見的，其中：

圖1A到1D顯示一個傳統的微透鏡制造工序；

圖2A到2B描繪出本發明的第一實施例的一個微透鏡的制造工序；

圖3A到3C描述了本發明的第一實施例的一個微型模具的制作工序；

圖4顯示了本發明的第一最佳實施例用制作的微型模具制造的微透鏡的一個立體圖；

圖5A至5F顯示了本發明的X射線光掩模制造工藝；以及

圖6A到6B描述了一個根據本發明的第二實施例的采用激光制造微透鏡的工藝。

最佳實施例的說明

現在參照圖2A至6B對本發明的最佳實施例進行說明。

由本發明的第一實施例，一個微透鏡能夠通過具有高能光源特性的X射線制造出來。

圖2A和2B顯示出本發明的第一實施例的一個微透鏡的制造工序。單個或許多以一定方式排列的微透鏡能夠被本發明制造出來。然而，為簡明起見，僅一個微鏡頭在圖2A和2B中被顯示。