[發明專利]光學元件的制造

在審

• 申請號: 201610865624.9
• 申請日: 2008-12-16
• 公開（公告）號: CN106938550A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: H.魯德曼;S.韋斯滕霍弗;S.海姆加特納;D.摩根;M.羅西
• 申請（專利權）人: 新加坡恒立私人有限公司
• 主分類號: B29D11/00
• 分類號: B29D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 陳嵐

本申請是國家申請號為200880127072.5，國際申請日為2008年12月16日，發明名稱為“光學元件的制造”的的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明處于借助于包括模壓或模制步驟的復制工藝在晶片規模上制造多個光學元件（例如折射光學元件或衍射微光學元件）的領域。更具體而言，本發明涉及一種用于復制光學元件的方法。

背景技術

復制的光學元件包括用于以預先定義的方式影響光束的透明的衍射光學元件和/或折射光學元件，折射元件諸如透鏡、潛在地至少部分反射的元件等等。

當通過復制生產光學元件時，常常存在包括如下的基本配置：基板，復制工具，以及被放置得與該基板和/或該復制工具接觸的復制材料。該復制工具包括復制結構，所述復制結構是將被復制的元件的表面結構的反型（negative）。在復制工藝的過程中，復制材料被硬化，并且在此之后復制工具被除去，復制材料仍然接觸該基板。

特別關注的是晶片規模（wafer－scale）的制造工藝，其中在大規模的、例如盤狀（“晶片”）的結構上制造光學元件的陣列，在復制之后該結構被分離（“切割”）成各個元件，或者被堆疊在其它晶片狀的元件上并且在堆疊之后被分離成各個元件，例如如在WO 2005/083 789中描述的那樣。“晶片規模”是指具有與半導體晶片相當的大小的盤狀或板狀基板的大小，諸如具有2英寸至12英寸的直徑的盤。

在下文中，該基板有時被稱為“晶片”。這不應當被解釋成在基板的大小或形狀方面是限制性的，而是該術語表示適于光學元件的陣列的任何基板，所述光學元件在復制工藝以后的某個階段被切割成多個部件。

通過復制工藝所制造的光學元件常常在晶片的兩個面上都包括復制結構，所述兩個面一起例如構成透鏡單態（singlet）。在這樣的工藝中，第二面上的結構與第一面上的復制結構必須對準。這通常在所謂的掩模對準器中來實現，其中工具對準晶片上的某些結構。在通過一些機械特征將工具保持在合適位置的情況下，復制材料然后例如通過暴露于某些激活能、例如UV（紫外線）輻射形式的激活能而被硬化。由于硬化工藝通常是比較耗時的，因此對于大批量生產將必須使用大量的掩模對準器，以便可以并行執行若干個復制工藝。另外，關于對準步驟，必須人工操作掩模對準器，因此需要大量人員或大量的協調。

發明內容

因此，本發明的一個目的是創建一種克服現有技術方法的缺點的用于制造多個光學元件的方法。本發明的另一目的是創建一種用于制造多個光學元件的方法，該方法快速并且適于用于光學元件的大批量生產。還有一目的是提供用于大批量復制元件的方法和設施。

這些和其它目的通過包括如下步驟的方法來實現：

－提供基板；

－提供工具，該工具在復制側包括多個復制分段，每個復制分段限定光學元件之一的表面結構，該工具還包括至少一個接觸隔離物部分，所述接觸隔離物部分在復制側比復制分段的最外面的特征突出得更遠；

－將該工具與該基板的特征對準，并且使該工具和該基板的第一面組合在一起，其中復制材料處于該工具與該基板之間，接觸隔離物部分接觸該基板的第一面，并且由此導致隔離物部分附著到該基板的第一面，由此產生基板－工具組件；

－使該基板－工具組件移位至硬化站；

－在硬化站處使復制材料硬化；以及

－將該工具從該基板分離，其中硬化的復制材料附著于該基板。

因此，該方法可以包括：在將該工具和該基板相對于彼此對準以后，借助于從復制表面突出的特征并且利用與基板表面基本平行的平坦頂部即接觸隔離物進行鎖定。該鎖定使得能夠在沒有預先能量輸入的情況下將該基板工具組件從對準站轉移到其它站。根據現有技術解決方案的這樣的預先能量輸入既限制對準站的構造自由度（并且可能要求比較復雜的對準站）又是費時的。即使復制材料是液態或者高粘性的，或者抗力性極小而塑性可變形并且在硬化以前不提供任何維度的剛度，仍然可以在沒有預先能量輸入的情況下進行轉移。然而由于根據本發明的方法，接觸隔離物部分充當吸力底座，因此提供所需的機械穩定性。而且，接觸隔離物還有助于限定所復制的元件的z維度。