(57)【要約】    転写により複数の光学素子を製造する方法は、素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、当該ツールは複数の第１のスペーサ部分をさらに含み、当該方法はさらに、基板を設けるステップと、塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある転写材料がツールと基板との間に位置する状態で、ツールを基板に対して移動させるステップと、素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップとを含み、ツールを基板に対して移動させるステップは、第１のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまで基板に対してツールを移動させるための所定の力を加えることを含み、前記距離は前記力の大きさによって決定され、転写材料は第１のスペーサ部分と基板との間に存在するままである。
2009530136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写により複数の光学素子を製造する方法であって、
素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、当該ツールは平坦な表面部分を有する複数の第１のスペーサ部分をさらに含み、前記方法はさらに、
基板を設けるステップと、
塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある転写材料がツールと基板との間に位置する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
平坦な表面部分が基板の表面と平行であり、かつ第１のスペーサ部分と基板との間に転写材料が残った状態で、第１のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップと、
素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップとを含む、方法。
【請求項２】
所定の重さをツールに与え、かつ基板の上にツールを配置することによってか、または基板に所定の重さを与え、かつツールの上に基板を配置することによって前記力を決定し、重力で押圧するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ツールは１つ以上の第２のスペーサ部分をさらに含み、第２のスペーサ部分はツールと基板との間の距離を規定するためのものであり、ツールを基板に対して移動させる方法ステップは、
第２のスペーサ部分が基板の表面に接触するまでツールを基板に対して移動させるステップを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２のスペーサ部分は平坦な表面部分を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
転写部には第１のスペーサ部分が点在し、第２のスペーサ部分は、転写部を取囲むようツールの周辺に配され、第２のスペーサ部分は如何なる転写部も含まないか、または規定しない、請求項３または請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ツールが基板に対して移動された後に第２のスペーサ部分と基板との間に転写材料が存在しないように、ツールまたは基板に対して、少なくとも１つの第２のスペーサ部分に対応するその横の位置の領域を覆うことなく転写材料を加えるステップを含む、請求項３から請求項５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
転写部は第１および第２のスペーサ部分を含む、請求項３から請求項６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
基板に対するツールの移動方向において、第１のスペーサ部分の高さと第２のスペーサ部分の高さとは、素子スペーサ高さの差の分だけ異なり、素子スペーサ高さの差は、５μｍから３０μｍの範囲内にある、請求項３から請求項７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
第１のスペーサ部分は基板の上の素子の高さを規定する、先行する請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
素子は屈折光学レンズである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
転写ツールおよび基板を互いに対して移動させる前に、転写材料を、複数の前記転写部を覆う単一の連続的な量の材料または複数の連続する量の材料として与える、先行する請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
転写ツールおよび基板を互いに対して動かす前に、転写材料が、材料のアレイ状に与えられ、各々が１つの転写部を含む部位に制限される、請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
転写材料を硬化させた後に転写ツールは取除かれ、各部が前記光学素子の少なくとも１つを担持する基板の部分または当該基板を含むアセンブリの部分がダイシングラインに沿って互いに分離され、前記ダイシングラインは、転写の間に第１のスペーサ部分が位置した基板の横の位置に沿って存在する、先行する請求項のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
転写により転写材料から複数の光学素子を製造するための転写ツールであって、転写ツールは、素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含み、当該転写ツールは平坦な表面部分を有する複数の第１のスペーサ部分をさらに含むとともに、転写の間におけるツールと基板との間の距離を規定するための１つ以上の第２のスペーサ部分をさらに含み、基板に対する転写ツールの移動方向における第２のスペーサ部分の高さは、第１のスペーサ部分の高さより大きい、転写ツール。
【請求項１５】
ツールの主面に垂直な方向において、第１のスペーサ部分の高さと第２のスペーサ部分の高さとは、素子スペーサ高さの差の分だけ異なり、素子スペーサ高さの差は、５μｍから３０μｍの範囲内にある、請求項１４に記載の転写ツール。
【請求項１６】
各第１のスペーサ部分は、関連付けられる転写部の周りに配され、当該転写部によって作り出される素子の周辺部の形状を規定する、請求項１４または請求項１５に記載の転写ツール。
【請求項１７】
第１のスペーサ部分によって覆われる合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の０．５％と２０％との間である、請求項１４から請求項１６のいずれか１つに記載の転写ツール。
【請求項１８】
第２のスペーサ部分によって覆われる合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の５％と２５％との間である、請求項１４から請求項１７のいずれか１つに記載の転写ツール。
【請求項１９】
転写部には第１のスペーサ部分が点在し、第２のスペーサ部分は、転写部を取囲むようツールの周辺に配され、第２のスペーサ部分は如何なる転写部も含まない、または規定しない、請求項１４から請求項１８に記載の転写ツール。
【請求項２０】
各々が屈折レンズを含む複数の光学素子を転写によって製造する方法であって、
素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、各転写部はドーム形状部分と、当該ドーム形状部分を取囲む突出平坦部分とを含み、平坦部分はスペーサとして機能するとともに屈折レンズの高さを規定し、前記方法はさらに、
基板を設けるステップと、
塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態の転写材料がツールと基板との間に位置する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップと、
転写ツールを取除くステップと、
各々が前記屈折レンズの少なくとも１つを担持する、基板の部位を互いに分離するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップは、平坦な表面部分が基板の表面と平行であり、かつ第１のスペーサ部分と基板との間に転写材料が残った状態で、第１のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ドーム形状部分を取囲む平坦部分は当該ドーム形状部分のすぐそばにある、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
基板の前記部位はダイシングラインに沿って互いに分離され、前記ダイシングラインは、転写の間に第１のスペーサ部分が位置した基板の横の位置に沿っている、請求項２０から請求項２２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
ツールと基板とを互いに対して移動させるステップは、第２のスペーサ部分が基板の表面に接触するまでツールを基板に対して移動させるステップを含む、請求項２０から請求項２３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
転写により製造される透明な光学素子であって、基板と、その上の硬化された転写材料とを含み、硬化された転写材料は転写された光学機能部を含み、転写材料はさらに当該光学機能部を取囲む平坦部を含む、光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、光学素子、詳細には屈折光学素子および／または回折微小光学素子を、エンボスまたは成型ステップを含む転写処理を用いて製造する分野にある。より具体的には、対応する独立項のプレアンブルに記載されるような、複数の素子を製造するための方法および転写ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
ここに参照により全文援用される、同一出願人によるＷＯ  ２００４／０６８１９８は、微小光学素子を作り出すための転写処理を記載する。転写ツールを用いて、前製品において３Ｄ構造を転写／成形（成型またはエンボスなど）することにより、構造（または微小構造）が設けられた素子が製造される。転写ツールは、転写表面から突出するスペーサ部分を含む。転写された微小光学素子は、転写物と呼ばれる。
【０００３】
スペーサ部分は、基板上の変形可能な材料の自動化され、かつ正確な厚み制御を可能にする。それらは、ツールに組込まれる「脚のような」構造を含み得る。さらに、当該スペーサは、ツール上の最も高い構造的特徴よりもさらに突出するので、微小光学形状の変形を防ぐ。
【０００４】
転写物（たとえば、微小光学素子もしくは微小光学素子コンポーネントまたは光学微小システム）はエポキシからなり得、当該転写ツールが適切な場所に残っている間に、硬化、たとえばＵＶ硬化される。ＵＶ光での硬化は、硬化処理の良好な制御を可能にする高速処理である。
【０００５】
転写処理はエンボス処理であり得、当該エンボス処理では、成形されることになる前製品の変形可能な、または粘性のある、もしくは液体のコンポーネントが、任意のサイズを有し得る基板の表面上に配置される。たとえば、基板は、作製されることになるたった１つまたはいくつかの素子の領域に対応する表面領域を有する小さいサイズのものであり得る。代替例として、基板はサイズにおいてウエハスケールであり得る。「ウエハスケール」とは、２インチと１２インチとの間の直径を有するディスクのような半導体ウエハと比較可能なサイズのディスク状または板状の基板のサイズを指す。次いで、転写ツールはこの表面に対して押付けられる。
【０００６】
ひとたびスペーサ部分が基板の上表面に当接すると、エンボスステップは停止する。前記表面は、したがって、エンボスについての停止表面として機能する。
【０００７】
代替例として、転写処理は成型処理であってもよい。成型処理では対照的に、スペーサ部分、たとえば脚のような構造、を含むツールが、まず基板の表面の上に押付けられ、規定されたキャビティを形成し、当該キャビティは次いで成型処理を通じて充填される。
【０００８】
スペーサ部分は、転写ツールの少なくとも必須の部分にわたって、たとえば全転写ツールにわたってか、またはその縁部にて「分布」する態様で利用可能であるのが好ましい。これは、スペーサ部分の特徴が転写ツールの必須の部分において存在する、たとえば、スペーサ部分が転写ツールの転写表面にわたって分布する複数のスペーサからなることを意味する。当該スペーサは、変形可能な材料層の自動化され、かつ正確な厚さ制御を可能にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明の説明
この発明の目的は、初めに述べたタイプの複数の素子を製造するための方法および転写ツールを作り出すことであり、これにより現在公知のツールおよび方法に対する改善を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の局面に従えば、転写により複数の光学素子を製造する方法は、したがって、
・素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含む転写ツールを設けるステップを含み、当該ツールは平らな表面部分を有する複数の第１のスペーサ部分をさらに含み、当該方法はさらに、
・基板を設けるステップと、
・塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある転写材料がツールと基板との間に存在する状態で、転写ツールと基板とを互いに対して移動させるステップと、
・平らな表面部分が基板の表面と平行であり、かつ第１のスペーサ部分と基板との間に転写材料が残った状態で、第１のスペーサ部分が基板からある距離に位置するまでツールと基板とを互いに対して移動させるための力を加えるステップと、
・素子を形成するよう転写材料を硬化させるステップとを含む。
【００１１】
第１のスペーサ部分は「フローティングスペーサ」とも呼ばれ得る。なぜならば、第１のスペーサ部分の平坦表面部分は、転写材料の薄い層によってそれから分離される基板表面の上で「浮いて（float）」いるからである。
【００１２】
第１のスペーサ部分は、第１のスペーサ部分が配された位置にダイシングラインが存在するように配されてもよい。ダイシングラインは、転写、硬化、および転写ツールの除去の後で、硬化された転写材料を有する基板がたとえばチップのような個々の部品に分離されるラインである。したがって、ダイシングラインに沿って、転写材料の同程度に薄い層、すなわち基層、のみが残る。これにより、基板からの転写材料の剥離を防ぐ助けをする。
【００１３】
平坦表面部分と基板との間の距離、したがって転写材料の層の厚み、は転写ツール上にて第１のスペーサ部分よりも高く突出するとともに、転写の間に基板表面に当接する第２のスペーサ部分（「接触スペーサ」）によって決定されてもよい。その代替例として、またはそれに加えて、前記距離は、加えられた前記力の大きさと転写材料内の凝集力との間のバランスによって、そしてさらに場合によっては、転写材料の特性に依存して転写材料と基板およびツールとの間の接着力によって決定されてもよい。さらに別の代替例として、当該距離は、能動距離調整部および／もしくは制御部（たとえば、マスクアライナ）か、または他の手段によって決定されてもよい。
【００１４】
この実施例では、第１のスペーサ部分と基板との間の距離は、第１のスペーサ部分に対する第２のスペーサ部分の相対的な高さによって制約される。これによって、以下により、さらにより高い精度が与えられる。すなわち、
・第２のスペーサ部分が、ツールと基板との間の力の少なくともある部分を吸収し、かつ基板に対する第１のスペーサ部分の基準高さを決定することと、
・転写されることになる素子の近くにある場合がある第１のスペーサ部分が局所的な高さの差を正確に規定することとである。さらに、第１のスペーサ部分（転写材料を介する）は、必要ならば、その力の残りを吸収してもよく、基板から所定の距離に配置してもよ
い。第１のスペーサ部分はさらに、ツールが基板の平面性における軽微な凸凹に適合することを可能にする。
【００１５】
この目的のために、好ましくは、転写材料は、ツールが基板に対して動かされた後に転写材料が第２のスペーサ部分と基板との間に存在しないように、第２のスペーサの支持領域を覆うことなく、ツールまたは基板に加えられる。すなわち、ツールおよび基板の両方が第２のスペーサ支持領域を有し、ツールの場合は、これはツール自体の接触領域であり、基板の場合は、それはツールの接触領域が配されることになる領域である。
【００１６】
好ましくは、基板に対するツールの移動方向において、第１のスペーサ部分の高さと第２のスペーサ部分の高さとは素子スペーサ高さの差の分だけ異なり、素子スペーサ高さの差は１μｍから５００μｍ、好ましくは５μｍから３０μｍ、理想的には７μｍから１５μｍである。
【００１７】
第２のスペーサ部分は、好ましくはさらに、基板と平行である平坦表面部分を含む。
この発明の好ましい実施例では、第１のスペーサ部分と第２のスペーサ部分とは基板の上の素子の高さを規定する。基板の上でのツールの最終位置、したがって、基板に対する素子の構造表面の高さが上述したように正確に制御可能であるので、これは可能である。好ましくは、当該素子は屈折光学素子であり、基板の上での素子の高さは、素子の必要とされる光学特性に従って事前に決定される。この特徴は、屈折レンズのような屈折素子について特別である。屈折素子では、上表面と底表面との間の関係または距離が回折素子とは反対の役割を演じる。回折素子では、光学機能が転写部の構造に規定される構造表面（回折パターン）の機能によって主に規定される。
【００１８】
転写材料は、単一の供給動作にて（単一の塊として）、または複数の転写部に対して転写材料を提供する単一の供給動作がいくつかなされる際に、全ツールスケールでの転写のために基板上または転写ツール上に与えられてもよい。この場合には、第２のスペーサ部分は、存在するならば、たとえば転写部を取囲むようツールの周辺に配されるツールスケールのスペーサ部分であるのが好ましい。第２のスペーサ部分は如何なる転写部も含まないか、または規定しない。
【００１９】
代替例として、転写材料は、個々のアレイにおいて別個の供給動作（または塊）で与えられてもよい。ダイシングによって分離されることになる部位の位置に対応する多くの点に、事前に決定される場合がある体積の転写材料が加えられ、転写材料の各塊はたとえばある部位に制限される。各部位は、製造されることになる１つの素子か、またはたとえば４つの素子の群を含み、転写材料がない部位の間に領域が存在する。この発明のこの実施例では、第２のスペーサ部分は、存在するならば、全転写ツールにわたって分布してもよい。たとえば、各部位は第２のスペーサ部分を含んでもよい。
【００２０】
この転写材料の供給の代替例は、転写部に最適量の転写材料を与えることを可能にし、欠陥の可能性を低減する。この局面のさらなる詳細は、本出願と同一出願人によるとともに、同一の出願日を有する「光学素子の製造のための方法およびツール（Method and tool for manufacturing optical elements）」に記載される。
【００２１】
製造される素子は典型的には、レンズのような屈折または回折光学素子であるが、たとえば、少なくとも１つの領域にマイクロメカニカル機能も有してもよい。
【００２２】
ツールは複数の転写部を含み、これにより共通の基板上に素子のアレイを同時に製造することを可能にする。この共通の基板は、ウエハスケールで製造されるとともに後で別個の部品へとダイシングされる光学および電子素子を含む光電子またはマイクロ光電子アセ
ンブリの部品であってもよい。
【００２３】
この発明の好ましい実施例では、前記力を加えるステップは、ツールに所定の重さを与えるとともに、基板の上にツールを配置、または基板に所定の重さを与えるとともに、ツールの上に基板を配置し、重力に押圧させることで達成される。この態様で、この押圧力は非常に正確に、かつ非常に単純な態様で制御され得る。第２のスペーサが存在しないか、または周辺の第２のスペーサ部分が存在する場合、転写ツールの堅さは、ｚ方向の寸法を正確に局所的に規定するのに十分ではない。その結果得られる、第１のスペーサ部分と基板との間の距離は、非常に正確に制御され得、確実に繰返し可能である。
【００２４】
この発明のさらなる局面に従えば、転写により転写材料から複数の光学素子を製造するための転写ツールが提供され、転写ツールは、素子の形状を規定する凹型の構造的特徴を有する複数の転写部を含み、当該転写ツールは平らな表面部分を有する複数の第１のスペーサ部分をさらに含むとともに、転写の間におけるツールと基板との間の距離を規定するための１つ以上の第２のスペーサ部分をさらに含み、基板に対する転写ツールの移動方向における第２のスペーサ部分の高さは、第１のスペーサ部分の高さより大きい。
【００２５】
この発明の好ましい実施例では、各転写部は、自身を取囲むか、または転写部の周りに配される関連する第１のスペーサ部分を有する。したがって、第１のスペーサ部分は、当該転写部によって作られる素子の周辺部の形状または境界を規定する。
【００２６】
この発明の好ましい実施例では、第１のスペーサ部分が覆う合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の０．１％と５０％との間であり、好ましくは０．５％と２０％との間であり、特に好ましくは２％と１０％との間である。一般的なルールとして、第１のスペーサ部分が覆う領域が十分に大きく、かつある制限を超えるならば、第２のスペーサ部分は必ずしも必要ではない。前記制限の厳密な値は、転写材料の流動特性と、ツールを基板に押付ける力とに依存する。
【００２７】
この発明の好ましい実施例では、存在するならば第２のスペーサ部分によって覆われる合計の領域は、基板を覆うツールの合計の領域の１％と５０％との間、好ましくは５％と２５％との間、特に好ましくは１０％と２０％との間である。
【００２８】
この発明の好ましい実施例では、（随意である）第２のスペーサ部分が覆う合計の領域は、第１のスペーサ部分が覆う合計の領域の１０％と１０００％との間、好ましくは２５％と４００％との間、特に好ましくは５０％と２００％との間である。
【００２９】
さらなる好ましい実施例は従属項から明らかになる。特許請求の範囲における方法の請求項の特徴は装置の請求項の特徴と組合されてもよく、その逆であってもよい。
【００３０】
添付の図面において概略的に示される好ましい例示的な実施例を参照して、この発明の主題をさらに詳細に以下に説明する。
【００３１】
図面において用いられる参照記号およびそれらの意味は、参照記号のリストにおいて概略的な形でリスト化される。原則として、図面においては同一部分に同一の参照記号が与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、転写ツール９の断面を概略的に示す図である。ツール９は、複数の転写部３、すなわち、ツール９を用いて作られることになる素子６の形状を規定する凹型の構造上の
特徴を含む。転写部３の各々は、その周辺部において、第１のスペーサ部分または局所的もしくは素子スペーサ部分１によって部分的または完全に取囲まれる。転写部３とこの態様で点在する第１のスペーサ部分１とがカバーする領域は、転写領域１２と呼ばれる。転写ツールはさらに、剛性の後板８を含んでもよく、これにより寸法的に大きなスケールで強固になる。
【００３３】
第１のスペーサ部分１は、一方では、基板７に近い領域において素子６の形状または境界を規定するよう機能し、他方では、基層に対する素子６の高さを規定するよう機能する。転写ツール９の寸法的な安定性に依存して、それはさらに基板７に対する素子６の高さを規定するために機能し得る。すなわち、第１のスペーサ部分１は基板７に載っているか、または基板７から制御可能な位置にある。後者の距離、すなわち基層の厚みは、ここでは「素子スペーサ高さの差」とも呼ばれ、ここでは第１のスペーサ部分１の垂直延在部に対する第２のスペーサ部分２の垂直延在部によって決定される。
【００３４】
この文書において、簡便さのために、本質的に平らな表面を含む、基板７の表面に垂直な寸法は、「高さ」として表される。実際の実施では、全ての構成は、上下が逆の構成において用いられてもよく、または基板表面が水平面に対して垂直もしくは傾斜する構成においても用いられてもよい。当該表面に対して垂直な一致した方向は、ｚ方向と示される。「周辺」、「横」、および「側」という用語は、このｚ方向に対して垂直な方向に関係する。したがって、素子の「周辺」および「側」という用語は、本質的に平らな基板に対して垂直な方向から当該基板を見ると理解される。素子は、基板のある部位を覆い、基板の取囲む他の部位、すなわち基板と素子の機能部位との両方の近くの空間の領域、詳細には、第１のスペーサ部分の下の領域は、素子の機能を干渉することなく、転写材料によって覆われ得る。
【００３５】
転写ツールは、好ましくは、何らかの弾性を有する材料、たとえばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）または別の弾性材料からなる。これにより、処理が実行される基板表面が完全に平らでないか、または転写ツールが完全に平らでなくても、製造される素子６の均一な厚さ制御がなされる。
【００３６】
図２は、転写ツールの上面図を示す。個々の転写部３が、第１のスペーサ部分１に取囲まれるのが示される。第１のスペーサ部分１は各々、連続した円の形で当該転写部３を取囲んでもよく、または転写材料５が領域または流出体積部（オーバーフロー体積部）４の中に流れ込むのを容易にする流出またはオーバーフロー通路１０を含んでもよい。多くの別個の第２のスペーサ部分２が、ツール９の周辺部において、転写部３のアレイの周りに配される。
【００３７】
図３は、単一の第２のスペーサ部分２が転写部３の格子の周りに輪を形成する別の転写ツールの上面図を示す。
【００３８】
ツール９は、ウエハスケールの処理において用いられるようにされるのが好ましい。すなわち、転写部のアレイを含む基板はディスク形状であってもよい。したがって、ツール９の直径は、好ましくは５ｃｍから３０ｃｍの範囲内にある。マイクロエレクトロニクスを用いた製造のウエハスケールの組合せは、たとえば、ここに参照により援用される、同一出願人によるＷＯ  ２００５／０８３  ７８９において開示されるように、可能である。
【００３９】
図４〜図６は、転写材料の単一の供給動作を伴う転写処理のステップを概略的に示す。図４において、転写材料５が基板７に塗布され、ツール９が基板７の上に位置決めされる。第２のスペーサ部分２は、基板７上における対応する第２の支持領域１３に対向するよ
う位置決めされる。エポキシのような転写材料５は、塑性的に変形可能または粘性のあるもしくは液体の状態にある。好ましくは、転写材料５は、第２のスペーサ部分２と接触することのない、すなわち第２の支持領域１３と接触することのない、基板７の領域にのみ加えられる。同じことが、ツール９の上部に基板７があるとともに転写材料５がツール９に加えられる反転された構成において、この構成が実施される場合にも言える。ツール９の相対的な水平方向のずれおよび／または下方向の動きを制御するためのガイド要素が存在してもよいが、図示されない。
【００４０】
この発明の好ましい実施例では、転写材料５が基板７に塗布される場合について、基板７または転写ツールは、第２のスペーサ領域２と接触することになる領域に転写材料５が流れ込むのを防ぐための流れ停止手段を有する流れ停止部１１を含む。基板上の流れ停止手段は、基板７におけるリッジまたはトラフのような機械的な手段であってもよく、または基板７の濡れ性を低減する機械的もしくはエッチング処理であってもよい。代替的または付加的には、このような停止手段は、基板７の濡れ性を低減するよう、基板７の流れ停止部１１に対して異なる材料を用いるか、または前記部に対して化学物質を加えることにより行なわれてもよい。転写ツール上の流れ停止手段は、毛管力および／または表面張力を用いて、ある領域に転写材料が向かうのを防ぐ縁部のような非連続部を含んでもよい。基板および／または転写ツールの流れ停止手段に加えて、またはその代替例として、力学を制御することにより、すなわち転写材料が第２の支持領域に到達する前に第２のスペーサ部分２が基板に当接するのを確実にすることによっても、流れは制限され得る。
【００４１】
この発明の別の好ましい実施例では、第１のスペーサ部分１はすべての転写部３を取囲まないが、たとえば転写領域１２にわたって分散する別個の柱部である。この態様で、基板７のある領域は、素子６と比較すると機能的でない転写材料５のより太い部分で覆われたままになり得る。
【００４２】
図５では、ツール９は基板７に対して動かされる。この動作を行なわせる力は、好ましくはツール９の上に作用する重力のみである。したがって、後板８と随意で付加的な質量とを含むツール９の重さが、ツール９を基板７に対して押付ける力を規定する。これにより、力に対する非常に正確な制御が可能になるとともに、起こり得るツール９の如何なる弾性的な変形に対する非常に正確な制御も可能になる。転写部３は、転写材料５で充填され、流出体積部も少なくとも部分的に転写材料５で充填される。
【００４３】
第２のスペーサ部分２は、間に如何なる転写材料５を挟むことなく基板７に接触するため、ツール９の重さのほとんどが第２のスペーサ部分２上にかかる。第１のスペーサ部分１は、素子スペーサ高さの差の分だけ基板から離れ、その結果得られる体積部は転写材料５で充填される。
【００４４】
理想的な素子スペーサ高さの差は、幾何学的および熱機械的制約に従って選ばれる。高さの差は、フローティングスペーサの下の転写材料の層である、いわゆる基層の厚みを決定する。
【００４５】
この厚みは、素子の設計によってか、または熱機械特性により与えられる仕様によってかのいずれかによって与えられ得る。例として、基層の厚みは、さらに以下で説明されるように、ダイシング処理の間に剥離を避けるよう１５μｍを下回ることが必要とされ得る。
【００４６】
転写材料５は、次いで、熱またはＵＶもしくは化学的硬化によって硬化される。
図６では、ツール９は基板７から取除かれ、硬化された素子６が基板７上に残される。さらなる処理は、素子６の性質および機能に依存する。すなわち、素子６は、基板７から取
除かれるか、またはウエハスケールの製造処理におけるさらなるステップのために基板７上に残され、後で別個の部分にダイシングされてもよい。
【００４７】
図７の転写ツール９は如何なる接触スペーサも含まない。第１のスペーサ部分１，１′は転写部３を取囲むが、少なくとも１つの転写部を含む部位の間に配される。アレイの部位の間の領域は、たとえば、転写の後にダイシングラインが存在するよう選ばれる場所である。図７において、ツール上の対応する位置が矢印で示される。第１のスペーサ部分１′により、当該部位の間の領域において、転写材料の薄い基層のみが残る。これは、転写材料の層が太すぎる場合に剥離が起こり得るダイシング処理の際に有利であり得る。ダイシング処理について特に有利である方法を用いて光学素子を製造する方法は、ここに参照により援用される、本出願と同日に出願された、ラッドマン（Rudmann）およびロッシ（Rossi）による、米国特許出願第１１／３８４，５５８号「光学素子の製造（Manufacturing optical Elements）」に記載される。
【００４８】
図８に示される転写ツールは、転写部を取囲む第１のスペーサ部分１を含み、当該ツールにわたって分布する第２のスペーサ部分２をさらに含む。このような転写ツールは、「アレイ転写」に特に好適である。アレイ転写では、転写材料が、光学素子が作られることのなる地点まで複数の塊状にアレイのような態様で与えられる。示される例において、転写材料５は基板の上に与えられる。
【００４９】
転写材料５は、当該ツールに対して、すなわち転写部を構成するキャビティの中にも与えられ得る。これは図９に示される（基板はなく、ツールのみが示され、基板はツールと接触する前は、たとえば如何なる転写材料も含まない）。ツール上に転写材料を与えるこの原理は、ここに記載されるこの発明のすべての実施例、すなわち第２のスペーサを有するおよび有さない、分散したまたは集中した第２のスペーサを有するツールなどに適用される。
【００５０】
図１０は、たとえば図８または図９に従った転写ツール９および基板７が互いに対して動かされた後での転写の間の状況を示す図である。転写の間、第２のスペーサ部分２は基板の表面に当接し、図９に示されるように、第１のスペーサ部分１の下には転写材料が存在し得る。転写材料体積が決定される精度に依存して、転写材料はオーバーフロー体積部４の中に移動し得、たとえば第１のスペーサの外側縁部に沿って隆起部１４を形成し得る。
【００５１】
図１１は転写処理のフロー図を示す。
この発明は、この発明の現在の好ましい実施例において記載されてきたが、この発明はこれらに限定されず、特許請求の範囲内において別の態様でさまざまに実施および実現されてもよいということが明らかに理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】転写ツールの断面を示す図である。
【図２】転写ツールの上面図である。
【図３】別の転写ツールの上面図である。
【図４】転写処理のステップを示す図である。
【図５】転写処理のステップを示す図である。
【図６】転写処理のステップを示す図である。
【図７】さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。
【図８】さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。
【図９】さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。
【図１０】さらなるツールおよび転写ステップを示す図である。
【図１１】転写処理のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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