[发明专利]曝光装置和曝光方法有效

专利信息
申请号: 201010508580.7 申请日: 2010-10-13
公开(公告)号: CN102043345A 公开(公告)日: 2011-05-04
发明(设计)人: 芳贺伸介;大野真树;竹内太一 申请(专利权)人: 索尼公司
主分类号: G03F7/20 分类号: G03F7/20;B29C67/00
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 代理人: 余刚;吴孟秋
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 曝光 装置 方法
【说明书】:

相关申请的参考

本申请包含于2009年10月20日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-241707的公开内容所涉及的主题,其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及曝光装置,具体地,涉及用于执行三维微细处理的曝光装置以及曝光方法。

背景技术

近年来,越来越多地进行自由形成三维结构件的三维处理技术的开发。例如,日本未审查专利申请公开第2007-301945号(专利文献1)公开了使用堆叠形成方法的处理方法。在该方法中,形成包含热塑树脂粉末和可溶填料粉末的混合物的粉末材料的薄层,并且其部分被任意选择性地利用激光烧结。然后,重复在其上的薄层形成及其烧结,以连续地彼此堆叠所烧结的薄层,结果,形成了整个形状。具体地,在专利文献1中,在形成之后,利用水洗提(溶出)可溶填料粉末,以形成具有高孔隙率的结构件。

作为通过彼此堆叠薄层来形成三维结构件的方法,提供了如在光学形成方法中那样使用液体作为材料的方法。在该方法中,利用光束选择性地照射光固化树脂,并且固化层彼此堆叠。例如,日本未审查专利申请第2001-162687号(专利文献2)公开了一种方法,其中,基于二维切片数据,沿着X轴、R轴和θ轴移动形成夹具,同时朝向夹具吹动光固化树脂,以执行激光照射。

日本未审查专利申请第11-42713号(专利文献3)公开了通过利用脉冲光选择性地照射光形成树脂的液面来形成三维结构的方法。对于激光来说,使用通过高频转换器将Nd:YVO4(波长:106nm)设为355nm的光,并且利用超声换能器将激光转换为脉冲。脉冲光使用检流计反射镜二维地扫描液面,并选择性地固化液面的任何位置。

发明内容

上述专利文献1至3所公开的所有发明均使用了光照射部被固化的所谓的负型材料(negative material)。对于负型材料,利用光照射的材料的固化开始于其前表面侧。因此,当没有到达固化部分(例如,设置材料的基板)时,固化部分浮在材料中。因此,在通过溶剂溶解未固化部的处理期间,未固化部从基板剥离,结果是失去结构件。

即,为了从基板侧固化材料,需要通过上述层的堆叠来渐渐地固化材料。然而,当通过彼此堆叠层来形成三维结构件时,需要重复地在所形成的凝固层上设置凝固材料,并执行激光照射。

由于通过包括阶梯(step)的分层结构来限定所形成结构件的侧面形状以形成固化表面,所以由于形成固化表面的精度的提高而需要使层更薄且增加堆叠层的数量,从而增加了照射的数量。因此,需要非常长的时间来执行处理,因此,该方法不适合于一次形成大量的三维结构件。此外,该方法可以仅使用负型材料,即,其不允许使用正型材料。

在专利文献1中,由于通过烧结粉末来执行固化,所以无法形成尺寸小于粉末材料的粒径的结构件。因此,该方法实际上受限于大约几十微米。另外,由于使用反射镜来执行激光扫描,所以为了覆盖整个区域,激光需要在一个阶段频繁地往复动作。因此,需要执行前向路径和返回路径的控制,并且照射定位精度被认为在微米级。这也同样适用于专利文献3。即,不能够形成纳米级的结构件。

上述专利文献2没有讨论精度。然而,由于三维形状均通过机械系统来确定,所以机械精度本身变成三维结构件的精度。在专利文献2中没有公开通过机械系统以纳米级形成结构的技术。

此外,由于这些方法使用了诸如紫外线激光器或脉冲激光器的大功率激光器,所以照射系统变得昂贵。具体地,在专利文献2中,需要使用朝向激光照射部分吹动树脂的机构,从而增加了装置的尺寸。在专利文献3中,由于在基板浸入紫外线(光)固化树脂等中的同时对基板进行曝光,所以曝光面积越大,曝光的效率就越低。

除上述方法之外还可以使用其他方法。一个实例是形成金属模作为三维结构的方法。形成例如在辊印中使用的丝辊(roll die)的方法被大致划分为机械处理和激光处理。

在这些方法中,通过使用例如旋转编码器的精度定位来旋转辊;预先使钻、激光等邻接将要处理的位置;以及执行图样化。然而,该方法需要非常长的时间来执行,并且其不适合于处理大面积。

由于机械处理为接触方法,所以机械处理可以处理的对象是有限的,并且根据所使用的钻限制了处理尺寸。另一方面,由于激光处理为非接触方法,所以激光处理可以处理的对象是没有限制的,并且如果使光点直径(光点尺寸)较小,则亚微米的处理尺寸是可能的。

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