本发明专利技术公开了一种用于通过激光烧蚀方法在基底上成像的具有稀疏图案的掩模。所述掩模具有多个透光的孔以及所述孔周围的不透光区域。所述孔单独地形成完整图案的一部分，当用所述掩模成像时，一个或多个掩模的多个孔一起形成所述完整图案。将掩模制成具有稀疏图案的形式可以提供在所述激光烧蚀过程中从所述基底上移除碎片的路径。多个交错的稀疏重复图案可以形成重复距离大于所述单个图案的更为复杂的图案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用具有稀疏图案的掩模进行激光烧蚀加工
技术介绍
准分子激光已用于通过成像系统将图案烧蚀到聚合物片中。最通常的是，这些系统已用于修改产品，主要是为喷墨喷嘴或印刷电路板切孔。这种修改是通过用成像系统覆盖一系列类似形状而进行的。可以将恒定形状的掩模和聚合物基底保持在一个地方，同时将来自激光的多次脉冲集中在基底的顶部表面上。脉冲的次数与孔的深度直接相关。激光束的注量(或能量密度)与切割速度、或每次脉冲所切割的深度微米数(每次脉冲通常切割0.1至1微米)直接相关。此外，可以通过用不同分立形状的阵列进行烧蚀而形成3D结构。例如，如果在基底表面中烧蚀大孔，然后烧蚀越来越小的孔，那么可以形成透镜状形状。用单个掩模中的一系列不同形状的开口进行烧蚀是本领域已知的。通过将模型(如球形透镜)切割成一系列深度均勻分布的横截面而形成掩模的概念也是已知的。然而，用这些激光烧蚀系统形成的重复结构来制备显示器薄膜时，往往会产生莫尔条纹(moir6)。莫尔条纹是两个重复图案结合时产生的可视缺陷。最新的显示器采用恒定间距、重复的像素阵列。添加到该显示器中的任何材料都会产生莫尔条纹图案缺陷。
技术实现思路
可以在激光烧蚀工艺中使用符合本专利技术的稀疏图案化掩模来形成基底图像。掩模具有一个或多个透光的孔以及孔周围的不透光区域。孔单独地形成完整图案的一部分，不透光区域在掩模上位于第一孔之间的与所述基底上的非成像区域对应的区域内，该区域随后通过相同或不同掩模上的第二孔进行成像，从而形成完整图案。掩模为离散的孔区域，其可以通过激光照明系统一次成像。如果玻璃板远大于照明系统的视野，则可以在单片玻璃板上放置不止一个掩模。从一个掩模变为另一个掩模可以包括通过移动玻璃板而使另一个区域进入激光照明的视野内。根据本专利技术，在基底上进行激光成像的一种方法使用具有稀疏图案的掩模。该方法包括通过具有透光孔和所述孔周围的不透光区域的第一掩模在基底上成像，随后通过各自具有透光的孔和所述孔周围的不透光区域的一个或多个第二掩模在基底上成像。第一掩模中的孔形成特征的完整图案的第一部分，而一个或多个第二掩模中的孔形成特征的完整图案的第二部分。当第一掩模和一个或多个第二掩模单独成像时，第一掩模和一个或多个第二掩模一起形成特征的完整图案。根据本专利技术，在基底上成像的另一种方法也使用具有稀疏图案的掩模。该方法包括在基底上成像时，使得基底上的一个区域由掩模中的透光的第一孔进行成像，随后通过掩模中的一个或多个第二孔在基底的该区域中进行成像。不透光区域围绕第一孔和一个或多个第二孔。掩模中第一孔的图像和第二孔的一个或多个图像结合形成特征的完整图案。 特征可以仅由第一孔形成、仅由第二孔形成、或由第一和第二孔的组合形成。根据本专利技术，微复制型的制品具有两个或更多个重复的离散特征阵列。每个特征阵列形成作为完整图案一部分的组分图案。特征阵列交错形成完整的特征图案，其重复距5离大于任何组分图案的重复距离。 附图说明附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式阐明本专利技术的优点和原理。附图中，图1为用于在平面基底上进行激光烧蚀的系统的示意图；图2为用于在圆柱形基底上进行激光烧蚀的系统的示意图；图3a至3c示出了在圆柱形工具上形成三种交错的稀疏图案的示意图；图4为第一种重复图案的示意图；图5为第二种重复图案的示意图；图6为具有六边形结构的完整图案的一部分的示意图；图7为具有环状结构的完整图案的一部分的示意图；图8为示出可形成图6中的图案的稀疏掩模的示意图；图9为示出可形成图7中的图案的稀疏掩模的示意图；图10为示出三分之一稀疏六边形堆积图案的一部分的示意图；图11为示出与图10的图案交错的第二个三分之一稀疏六边形堆积图案的一部分的示意图；图12为示出与图11的两个图案交错的第三个三分之一稀疏六边形堆积图案的一部分的示意图；图13为示出可形成图10的稀疏图案的稀疏掩模的示意图；而图14和1 为示出圆柱形基底的示意图，该基底表面的一部分上已进行了稀疏图案的螺纹切削。还示出了图案的详细视图。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及设计和使用基于掩模的成像系统，通过激光烧蚀或基于平版印刷的系统来形成图案的技术。所述技术涉及分开掩模上的图案，以使图案稀疏。在第一个实施例中，可以将用于成像的规则图案分成较小的分区，在分区之间添加空的空间。然后在光栅的成像过程中将初始图案重组。在第二个实施例中，通过在各个掩模上形成稀疏图案并通过使这些图案交错形成新的图案而获得完整的图案。可以使用具有稀疏图案的多个掩模，其中稀疏图案具有不同的重复距离。理想的是，这些重复距离是素数，使得整个图案的重复距离远大于各个掩模的图像尺寸。可以用该技术(例如)制备与另一种图案或其本身结合时难以识别并不太可能形成莫尔条纹的图案。分区中的空的空间在烧蚀过程中是有利的。具体地讲，掩模中的空的空间可允许激光烧蚀羽(从辐射所到达的任何地方的表面上“炸开”的扩散的等离子体波)更自由地伸展。空的空间还减少了在激光烧蚀中通常遇到的两个重要问题大大减少与激光烧蚀工具上的步长相对应的宏观尺度缺陷(线条)；以及改变留在工具表面上的碎片的性质，使得可以更轻松地将其移除。激光烧蚀系统图1为用于在基本上平的基底上进行激光烧蚀的系统10的示意图。系统10包括提供激光束14的激光器12、光学器件16、掩模18、成像光学器件20和平台M上的基底 22。掩模18可以使激光束14形成图案，而成像光学器件20将图案化的光束聚焦到基底22 上，以便烧蚀基底上的材料。平台M通常使用x-y-z坐标台，通过x-y-z坐标台可以使基底以都垂直于激光束14的互相正交的χ方向和y方向，以及平行于激光束14的ζ方向移动。因此，χ方向和y方向的移动允许在整个基底22上进行烧蚀，而ζ方向的移动可有助于将掩模的图像聚焦到基底22的表面上。图2为用于在基本上为圆柱形的基底上进行激光烧蚀的系统沈的示意图。系统 26包括提供激光束30的激光器观、光学器件32、掩模34、成像光学器件36和圆柱形基底 40。掩模34可以使激光束30形成图案，而成像光学器件36将图案化的光束聚焦到基底40 上，以便烧蚀基底上的材料。基底40可以安装为能旋转移动，以便烧蚀环绕基底40的材料， 也可以安装为能以平行于基底40的轴线的方向移动，以便烧蚀整个基底40上的材料。基底另外还可以平行和正交于光束30移动，以便使掩模的图像聚焦在基底表面上。掩模18和34或其他掩模均具有可透射激光的孔，以及孔周围的几乎完全阻挡住激光的不透光区域。掩模的一个例子包括具有光致抗蚀剂的玻璃上的金属层，以便通过平版印刷形成孔(图案)。掩模可以具有不同的孔尺寸和形状。例如，掩模可以具有不同直径的圆孔，可以在基底上的相同位置激光烧蚀不同直径的孔，以便在基底中切割半球形结构。基底22和40可以用任何能够通过激光烧蚀进行加工的材料制成，通常为聚合物材料。就圆柱形基底40而言，它可以用涂在金属滚筒上的聚合物材料制成。基底材料的例子在美国专利申请公开No. 2007/0235902A1和2007/0231541A1中有所描述，所述专利均以引用方式并入本文中，如同进行了充分阐述。将基底加工成微结构化制品后，它们可用作形成其他微复制型制品(如光学膜) 的工具。Kenne本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在基底上激光成像的具有稀疏图案的掩模，包括：掩模，所述掩模具有透光的孔和所述孔周围的不透光区域，其中所述孔单独地形成完整图案的一部分，并且所述不透光区域的至少一部分在所述掩模上位于所述孔之间的与所述基底上的非成像区域对应的区域内，随后用所述孔在所述非成像区域上成像，以形成所述完整图案。
【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：托马斯·R·科里甘，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。