利用Ｘ射线曝光的微细构造物的制造方法技术

为了容易形成具有立体形状的微细图案的微细构造物，本发明专利技术的微细构造物的制作方法包括：感光材料曝光步骤，设置Ｘ射线掩模并照射Ｘ射线，以侧面曝光的方式对感光材料进行曝光；感光材料蚀刻步骤，对已曝光的感光材料进行蚀刻；模具形成步骤，在已蚀刻的感光材料上填充金属，从而制作形成有微细图案的模具；模具模块形成步骤，将多个模具结合；以及微细构造物成型步骤，利用模具模块成型微细构造物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种微细构造物的制造方法，更详细地讲，涉及一种利用侧面曝光的微细构造物的制造方法。
技术介绍
深刻模造(LIGA)工艺是利用发生在放射光加速器中的高能量X射线制造塑料微细构造物的工艺。自从1980年在德国开发该工艺以来，进行了很多关于该工艺开发以及其应用的研究。从德文(Lithographie，Galvanoformung, Abformung) 了解到，深刻模造 (LIGA)工艺包括以下三个步骤利用X射线(Lithographie)曝光的制作塑料微细构造物的步骤，和利用电镀(feilvanoformung)制作镶件(mold insert)的步骤，以及利用已制作的镶件进行成型(Abformung)的步骤。而且，还考虑到不是一次性制作的具有高生产率的成型步骤。与现有的以利用紫外线(UV)的曝光为基础的微细构造物制作工艺(MEMS技术等)不同，执行X射线曝光的深刻模造工艺因用作光源的高能量X射线的特性，可制作高长径比(high aspect ratio)的微细构造物。另外，还具有制作出的微细构造物品质好的优点。在这期间深刻模造工艺适用在如光波导(optical waveguide)、光连接器(optical connector)等光通信领域的微细部件，如微细电动机(micromotor)等机械部件，如热交换器(heat exchanger)和微反应器(micro reactor)等核心部件的制作上。在开发初期主要使用了利用放射光加速器的高能量X射线的DXRL(De印X-Ray Lithography)工艺，但之后随着MEMS (Micro Electro Mechanical System)技术发展，利用一般性UV曝光工艺的U V-深刻模造工艺也被广泛使用。这种深刻模造工艺，先通过曝光工艺制作出与最终要得到的构造物或者产品具有相同形状的超小型构造物，并以制作出的构造物为母结构(mother structure)的施行电镀 (electro forming)工艺，从而能够得到可以用于注塑工艺的模具(mold)或者镶件(mold insert)0通过利用制作出的模具等的注塑工艺，可以大量制作出以曝光工艺制作的与最初构造物具有相同形状的超小型构造物。为了通过这种深刻模造工艺来大量生产各种超小型构造物，模具或者镶件的精密制作是必须的。另外，模具必须具有所要成型的最终构造物的形状，而且也要具有尺寸精度、机械物性等。只有满足这些条件才能够稳定地大量成型所需的最终构造物。现在利用各种超小型制作技术，制作可用于大量成型工艺的模具或者镶件。虽有如超小型机械加工或者激光加工等对模具材料直接进行加工的情况，但由于存在尺寸精度以及制作消耗时间等问题，因此一般使用基于半导体工艺的曝光工艺。此时，通过曝光工艺制作超小型构造物，并在此构造物上施行电镀工艺，由此制作金属材质的模具或者镶件。随着MEMS技术的发达而被一同开发的各种曝光工艺，具有工艺的自动化、尺寸精度以及收率高等优点。通过一般曝光工艺而制作的超小型构造物具有平面形状。这是因为照射光源的方向与基板以及被涂覆的感光材料成垂直状。于是，对垂直曝光工艺而言，就很难制作具有倾斜面等高度不同的立体形状的超小型构造物。对具有一定倾斜度的超小型构造物而言，能够通过倾斜光源的照射方法(倾斜曝光)来制作。但能够用倾斜曝光来制作的超小型构造物的形状极其有限，并且由于制作用于倾斜曝光的掩模具有难度以及需要复杂的附加装备等，所以只适用在特殊情况。另外，即使在倾斜曝光的情况下，由于X射线曝光的深度也有限度，因此具有无法在宽度方向上制作尺寸大且复杂形状的问题。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为了解决所述问题而提出的，其目的是提供一种能够容易制作具有各种形状的微细构造物的微细构造物制作方法。解决课题的方法为了达到以上目的，根据本专利技术一实施例的微细构造物的制作方法，其包括感光材料曝光步骤，设置X射线掩模并照射X射线，以侧面曝光的方式对感光材料进行曝光；感光材料蚀刻步骤，对已曝光的感光材料进行蚀刻；模具形成步骤，在已蚀刻的感光材料上填充金属，从而制作形成有微细图案的模具；模具模块形成步骤，将多个模具结合；以及微细构造物成型步骤，利用模具模块成型微细构造物。所述感光材料曝光步骤可以通过深X射线光刻(DXRL:De印X-Ray Lithography) 工艺对感光材料进行曝光，且形成于所述模具的微细图案具有相互不同的形状。另外，所述模具形成步骤可以还包括电镀(electro forming)的步骤，所述模具形成步骤中的金属可以由镍或者镍合金构成。所述微细图案可以由上面高度相互不同且立体的微细图案所构成，所述X射线掩模具有与所述微细构造物的侧面形状相对应的图案形状。所述模具可以沿着所述微细图案的长度方向层积排列。根据本专利技术另一实施例的微细构造物形成方法，其包括感光材料曝光步骤，安装 X射线掩模并照射X射线，以侧面曝光的方式对感光材料进行曝光；感光材料蚀刻步骤，对已被曝光的感光材料进行蚀刻；感光材料模具形成步骤，通过将已蚀刻的感光材料层积排列来形成感光材料模块；模具形成步骤，在感光材料模块上填充金属，从而制作形成有微细图案的模具；以及微细构造物成型步骤，利用模具成型微细构造物。在所述感光材料曝光步骤中，可以通过深X射线光刻(DXRL:De印X-Ray Lithographuy)工艺对感光材料进行曝光，在所述已蚀刻的感光材料上形成有微细图案，并且形成于感光材料上的微细图案具有相互不同的形状。所述感光材料可以沿着所述微细图案的长度方向层积排列，所述模具形成步骤可以还包括电镀(electro forming)的步骤。 所述模具形成步骤中的金属可以由镍或者镍合金构成，所述微细图案可以由上面高度相互不同且立体的微细图案所构成。 另外，所述X射线掩模可以具有述微细构造物的侧面形状相对应的图案形状，形成在所述感光材料的棱角上的用于支撑相邻的感光材料的配合突起可以以向所述感光材料的上面或者下面突出的方式形成。有益效果通过本专利技术能够容易制作出具有立体形状微细图案的微细构造物。另外，利用侧面曝光和模具模块，可以增加微细图案的长度。附图说明图1是表示本专利技术第一实施例的微细构造物制作方法的顺序图。图加至图2f是用于图示说明本专利技术第一实施例的微细构造物制作方法的工序图。图3a是图示根据本专利技术第一实施例制作出的X射线掩模的照片，图北是表示利用图3a中图示的X射线掩模而制作出的图案槽的照片。图如以及图4b是图示根据本专利技术第一实施例制作出的模具模块的照片。图5是表示根据本专利技术第二实施例制作出的模具模块的立体图。图6a是表示利用根据本专利技术第二实施例而制作出的模具模块而形成的模芯的照片，图6b是表示利用图6a所图示的模芯而制作出的聚合物微细构造物的照片。图7a以及图7b是图示根据本专利技术第二实施例而制作出的微细构造物的照片。图至图8c是用于说明本专利技术第三实施例的微细构造物制作方法的工序图。具体实施例方式在本专利技术中所谓的“侧面曝光”是指，将光从与形成微细图案的面相交叉的面入射从而进行曝光的工艺。另外，在本专利技术中“微细图案”或者“微细构造物”是指具有纳米大小或者微米大小间距的图案或者构造物。以下，为使本专利技术的所属
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【技术保护点】
１．一种微细构造物的制作方法，其包括：感光材料曝光步骤，设置Ｘ射线掩模并照射Ｘ射线，以侧面曝光的方式对感光材料进行曝光；感光材料蚀刻步骤，对已曝光的感光材料进行蚀刻；模具形成步骤，在已蚀刻的感光材料上填充金属，从而制作形成有微细图案的模具；模具模块形成步骤，将多个模具结合；以及微细构造物成型步骤，利用模具模块成型微细构造物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：权泰宪，
申请(专利权)人：浦项工科大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR