(57)【要約】  フォトレジスト材料を有するフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置であって、この装置は、ａ．フォトレジストを収容し、内部の少なくとも１つの動作ポジションにフォトレジストを配置するように構成された筐体と、ｂ．動作ポジションにあるときにフォトレジスト材料に入射する放射を送出して、この放射に晒されたフォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するように構成された露光システムと、ｃ．フォトレジストが動作ポジションにあるときに、または筐体内の異なる動作ポジションにあるときに、フォトレジスト材料を加熱して、基板に対しフォトレジスト材料をキュア処理するように構成されたヒータとを有し、この場合、ｄ．フォトレジスト材料の重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が筐体から十分に排除される程度まで、外部からの放射が筐体に入ることができないように、筐体は放射を排除し、さらにこの筐体は、少なくともフォトレジストが動作ポジションまたは各々の動作ポジションに配置されているときに、不所望な汚染が筐体に入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である。この装置を、単層のまたは多層化された製品を製造するための、床置き型または卓上型の装置とすることができる。
2020510242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト材料を有するフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置であって、当該装置は、
ａ．前記フォトレジストを収容し、内部の少なくとも１つの動作ポジションに前記フォトレジストを配置するように構成された筐体と、
ｂ．前記動作ポジションにあるときに前記フォトレジスト材料に入射する放射を送出して、該放射に晒された前記フォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するように構成された露光システムと、
ｃ．前記フォトレジストが前記動作ポジションにあるときに、または前記筐体内の異なる動作ポジションにあるときに、前記フォトレジスト材料を加熱して、基板に対し前記フォトレジスト材料をキュア処理するように構成されたヒータと
を有し、
ｄ．前記フォトレジスト材料の重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が前記筐体から十分に排除される程度まで、前記外部からの放射が前記筐体に入ることができないように、前記筐体は放射を排除し、さらに前記筐体は、少なくとも前記フォトレジストが前記動作ポジションまたは各々の動作ポジションに配置されているときに、不所望な汚染が前記筐体に入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である、
フォトレジスト材料を有するフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置。
【請求項２】
ドライフィルムフォトレジストを使用するように構成されている、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
当該装置は持ち運び可能である、
請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
卓上型装置として寸法選定されかつ構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
０．５μｍ以下、２μｍ以下、４μｍ以下、または２０μｍ以下のフィーチャサイズ、および／または少なくとも１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、または５０ｃｍ、またはそれ以上のスケールを有する製品を製造するように構成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記露光システムは露光源を有し、該露光源は、ＵＶ蛍光管またはＵＶ蛍光灯、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイ、レーザ、プロジェクタ、および／またはディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のうちのいずれか１つから選択された光源を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記露光源は、当該装置内において前記フォトレジストの上方または下方のいずれかにポジショニングされており、前記フォトレジストの上側または下側のいずれかまたは両方に向けて放射を送出可能である、
請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記露光システムは、前記露光源と前記フォトレジストとの間において放射を操作するように構成された１つまたは複数の放射操作装置を含む、
請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記露光システムは、１つまたは複数の受動型放射操作装置および／または１つまたは複数のダイナミック型または能動型放射操作装置を有する、
請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記ダイナミック型放射操作装置は、ディジタルミラー、ＬＣＤ、検流計、および／または光学機械式レーザシステムのうちのいずれか１つまたは複数を含む、
請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記受動型放射操作装置または各々の受動型放射操作装置は、たとえば、ミラー、ディジタルミラー、プリズム、レンズ、コリメータ、および／またはビームスプリッタのうちのいずれか１つまたは複数を含む、
請求項９記載の装置。
【請求項１２】
複数の放射操作装置が設けられている、
請求項９記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の放射操作装置は、前記露光源と前記フォトレジストとの間の放射経路に沿って、直列または並列の形態で設けられている、
請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記露光源と前記フォトレジストの前記動作ポジションとの間の前記放射経路の長さを調節可能である、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
前記フォトレジストの前記動作ポジションおよび前記露光源のポジションのうちの一方または両方を移動させるように構成された放射経路長調節装置をさらに有する、
請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記ヒータは、
ａ．前記動作ポジションにあるときに前記フォトレジストが上に載置される、または少なくとも近接するヒータプレート、
ｂ．前記フォトレジストを放射するように構成された赤外線熱源、および／または
ｃ．動作条件にあるときに前記フォトレジストが内部に配置されるオーブン
のうちのいずれか１つまたは複数を有する、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
前記ヒータは、前記動作ポジションへ、および前記動作ポジションから出るよう移動可能であるように、当該装置に可動に取り付けられている、
請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記露光システムおよび前記ヒータを制御するように構成された少なくとも１つのコントローラを有する、
請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
ａ．前記露光システムから送出される放射の強度および／または持続時間および／またはタイミング、および／または
ｂ．前記ヒータの温度、持続時間、タイミングおよび／または加熱／冷却速度のうちのいずれか１つまたは複数、および／または
ｃ．露光プロフィルおよび／またはヒータプロフィル
のうちのいずれか１つまたは複数を制御するように構成可能であるコントローラ。
【請求項２０】
前記コントローラは、製造すべき前記製品および／または前記ドライフィルムフォトレジストの１つまたは複数の特性を表す１つまたは複数の入力を受け取り、前記露光システムのプロフィルおよび／または前記ヒータプロフィルをしかるべく制御するように構成されている、
請求項１８または１９記載の装置。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記ドライフィルムフォトレジストの厚さであるただ１つの入力を受け取るように構成されている、
請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記コントローラへの入力のいずれか１つまたは複数は、ユーザにより入力された手動入力、または当該装置内または当該装置上に設けられた１つまたは複数のセンサから求められた測定入力のうちの少なくとも１つである、
請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
前記コントローラは、ユーザが前記コントローラの１つまたは複数のパラメータを設定できるようにユーザプログラミング可能である、
請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
装置の動作中、ユーザがＵＶ放射または他の放射に晒される、かつ／または熱に触れるなど、ユーザに対する危険を阻止または最小限に抑えるように構成されたインターロックを有する、
請求項１から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
さらに現像ユニットを有し、該現像ユニットは、処理される前記フォトレジストへ現像液を供給し、前記ヒータによるキュア処理後に前記フォトレジストを現像して、現像液に晒されたいかなるフォトレジスト材料も除去するか、またはいかなる基板も除去するように構成されている、
請求項１から２４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
前記露光システムおよび前記ヒータは、逐次に動作するように構成されている、
請求項１から２５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
前記露光システムおよび前記ヒータは、同時に動作するように構成されている、
請求項１から２５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
前記フォトレジストに所望のパターンを適用できるように構成されたパターニングシステムを有する、
請求項１から２７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
前記パターニングシステムは、保護シート上に形成または描画される、または前記フォトレジストに適用されるパターンを有する、
請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
前記パターニングシステムは、前記露光システムと前記フォトレジストとの間にポジショニングされた、またはポジショニングされるように構成された、１つまたは複数のフォトマスクを有する、
請求項２８記載の装置。
【請求項３１】
前記パターニングシステムは、前記フォトレジストと前記パターニングシステムとの間に空隙が存在しないように、前記フォトレジストとじかに接触した状態でポジショニングされている、またはポジショニングされるように構成されている、
請求項２８から３０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３２】
前記パターニングシステムは、前記露光システムを制御して所望のパターンで放射を送出させるように構成された電子パターンを有する、
請求項２８記載の装置。
【請求項３３】
前記フォトレジストは、前記露光システムからの放射に晒されている間、および前記ヒータによるキュア処理中、単一の動作ポジションに配置されている、
請求項１から３２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３４】
当該装置は複数の動作ポジションを有し、該複数の動作ポジションの各々は、当該装置の１つまたは複数の処理ステップに対応づけられている、
請求項１から３２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３５】
ただ１つのフォトレジスト層だけを収容するように構成されており、または少なくとも、ある所定の時点にただ１つのフォトレジスト層だけを処理するように構成されている、
請求項１から３４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３６】
複数のフォトレジスト層を収容するように構成されている、
請求項１から３４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３７】
複数のフォトレジストを受け取って保管するように構成された保管装置を有する、
請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
前記保管装置は、前記複数のフォトレジストをスタックまたはロールまたはリールとして保管するように構成されている、
請求項３７記載の装置。
【請求項３９】
前記保管装置は当該装置に取り外し可能に取り付けられている、
請求項３７または３８記載の装置。
【請求項４０】
１つまたは複数のフォトレジストを当該装置の前記筐体内の動作ポジションへと供給するように構成されたフォトレジスト供給装置をさらに有する、
請求項１から３９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項４１】
少なくとも前記処理ステップまたは何らかの処理ステップが完了するまで、前記フォトレジストを前記動作ポジションにおいて固定するために設けられた、固定またはクランプまたはロック装置を有する、
請求項１から４０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項４２】
ある所定の時点でただ１つのフォトレジストだけを処理するように構成されている、
請求項１から４１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項４３】
複数のフォトレジストを逐次に受け取るように構成されており、各フォトレジストは順番に処理される、
請求項４２記載の装置。
【請求項４４】
前記フォトレジストは、要求された速度で当該装置内に供給されるストリップまたはリールとして用意されている、
請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
複数のフォトレジストから１つの製品を製造するように構成されている、
請求項１から４４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項４６】
前記製品を製造するために、前記フォトレジストに１つまたは複数のさらなるプロセスステップを適用するように構成されており、前記１つまたは複数のさらなるプロセスステップは、１つまたは複数の切断ステップ、アライメントステップ、ラミネートステップおよび再構築ステップから選択され、前記フォトレジストが適正なアライメントおよび配向で互いに階層化されて前記製品が製造されるようにする、
請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
複数のフォトレジストシートを同時に処理するように構成されている、
請求項４３から４６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項４８】
前記複数のフォトレジストをそれぞれ単独で逐次に露光し逐次にキュア処理するように構成されており、当該装置はさらに、前記複数のフォトレジストのパターン化された要素を露光後に再結合して多層構造物を形成するように構成されている、
請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記フォトレジストは、複数のカバーシートの間に挟まれたフォトレジスト材料を有する、
請求項１から４８までのいずれか１項記載の装置と共に使用するために構成されたフォトレジスト。
【請求項５０】
一方のカバーシートまたは両方のカバーシートは取り外し可能である、
請求項４９記載のフォトレジスト。
【請求項５１】
基板上にフォトレジスト層を有するドライフォトレジストを用いて製品を製造するシステムであって、前記基板をフォトレジスト担体シートとすることができ、
当該システムは、請求項１から４８までのいずれか１項記載の装置と、請求項４９または５０記載のフォトレジストとを有する、
ドライフォトレジストを用いて製品を製造するシステム。
【請求項５２】
基板上にフォトレジスト層を有するフォトレジストを用いて製品を製造する方法であって、当該方法は以下のステップを有する、すなわち、
ａ．前記フォトレジストを製造装置の筐体内に挿入するステップと、
ｂ．前記筐体内の露光システムを用いて、動作ポジションにあるときにフォトレジスト材料に入射する放射を送出して、該放射に晒された前記フォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するステップと、さらに
ｃ．次いで、同様に前記筐体内にあるヒータを制御して前記フォトレジスト材料を加熱し、前記フォトレジスト材料を前記基板に架橋させるステップと
を有し、
ｄ．少なくとも前記フォトレジストが存在しているときには、前記フォトレジスト材料の重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が前記筐体から十分に排除される程度まで、前記外部からの放射が前記筐体に入ることができないように、前記筐体は放射を排除し、さらに前記筐体は、不所望な粒子および／またはその他の汚染が前記筐体に入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である、
フォトレジストを用いて製品を製造する方法。
【請求項５３】
前記フォトレジスト層を、ドライフィルムフォトレジストとして受け取ったままで使用することができるか、または前記フォトレジスト層に予備処理ステップを施すことができ、該予備処理ステップにおいて、前記装置が溶剤除去により前記フォトレジスト層を乾燥させ、次いで乾燥した前記フォトレジストを上述のように処理できるようにする、
請求項５２記載の方法。
【請求項５４】
複数のカバーシートの間に挟まれたフォトレジスト材料から成るフォトレジスト、またはスピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード塗布などの手段により堆積されたむき出しのフォトレジストのような他のフォトレジストを用いるステップを有する、
請求項５２または５３記載の方法。
【請求項５５】
前記フォトレジストの前記カバーシートまたはフォトレジストカートリッジは、処理中に内部応力を低減しかつ平滑性および平坦性を維持するのに十分な支持材料として機能し、後に続くことが見込まれる層をラミネートするために平坦な水平の支持体が形成される、
請求項５２から５４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５６】
前記シートのうちの１つはＵＶ反射防止材料を有する、
請求項５２から５５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５７】
前記カバーシートの一方または両方は、製造された製品を処理後に速やかにかつ簡単に取り出すために剥離材料として機能し、これによりエッチングを必要とすることなく構成部品またはステンシルなど自立型構造物の製造が可能となる、
請求項５２から５６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５８】
一方または両方のシートは、前記フォトレジストとじかに接触させるためにパターン化可能な表面を有する、
請求項５２から５７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５９】
一方または両方の担体シートは、保護を必要とする前記フォトレジストの領域にわたりコンフォーマルなマスクを提供するように構成された粘着性表面を有する、
請求項５２から５８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６０】
カンチレバー、プレート、ブリッジ、またはメンブレンなどの活動的構造物を形成するステップを有し、該ステップにおいて、１つのフォトレジストの層の部分を別のフォトレジストと選択的に接合して繋留部を形成し、未架橋のフォトレジスト材料の平坦で平滑な層を、現像中に除去されるべき支持体として用い、第１のフォトレジストの他の部分を自由に動かせる状態のままにして、前記活動的構造物を形成する、
請求項５２から５９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６１】
前記製品の内部に導電性経路またはインタフェースを形成するステップを有する、
請求項５２から６０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６２】
請求項１から４８までのいずれか１項記載の装置または請求項５２から６１までのいずれか１項記載の方法を用いて製造された製品。
【請求項６３】
ａ．パターン化されていないカプセル化部またはウェハ接合、
ｂ．自立型構造物、
ｃ．多層構造物、
ｄ．アライメントされた多層構造物、
ｅ．アライメントされたまたはアライメントされていない単層または多層のいずれかとすることができる、基板に拘束された構造物、
ｆ．部分的に拘束された構造物と部分的に自立型の構造物との組み合わせにより形成された活動的構造物、よって、かかる活動的構造物は、他に対し相対的に移動可能な部分または領域を含むことができる、
ｇ．導電性素子を含む構造物、
ｈ．導電性素子を含む活動的構造物、
ｉ．トランスデューサ素子を含む構造物、
ｊ．トランスデューサ素子と導電性素子との組み合わせにより形成された活動的構造物
のうちのいずれか１つまたは複数とすることができる、またはいずれか１つまたは複数を有することができる、
請求項６２記載の製品。
【請求項６４】
アンテナ、回路基板または電子マイクロコンポーネントなど、電子機器のパターン化されていないカプセル化部を含む、
請求項６２または６３記載の製品。
【請求項６５】
単層の自立型微細構成部品は、小型歯車、コグホイール、スプリング、クリップ、レンズホルダおよびステンシルを含む、
請求項６３記載の製品。
【請求項６６】
基板に拘束された構造物は、精密スタンプ、電気めっき、射出成形、エンボス加工およびソフトリソグラフィのための微細構造化テンプレートを含む、
請求項６３記載の製品。
【請求項６７】
多層の微細構造物は、疎水性表面、精密ロボット工学のために使用可能な「やもりの足」型表面、またはマイクロ流体チップを含む、
請求項６３記載の製品。
【請求項６８】
活動的構造物は、カンチレバー、プレート、ブリッジおよびメンブレンを含み、これらは、第１のフォトレジストの一部分を他のフォトレジストと選択的に接合して繋留部を形成する一方、第１のフォトレジストの残りの部分を自由に動かせるようにすることによって形成される、
請求項６３記載の製品。
【請求項６９】
活動的構造物は、ＭＥＭＳスプリングの基本コンポーネントであるスプリングを含み、導電性材料および／または圧電性材料と組み合わせれば、前記スプリングからマイクロセンサを製造可能である、
請求項６３記載の製品。
【請求項７０】
実質的に本明細書で説明されかつ図２から図７のいずれか１つに示されている装置。
【請求項７１】
実質的に本明細書で説明されかつ図８に示されている装置。
【請求項７２】
実質的に本明細書で説明されかつ図１０から図１６に示されている装置。
【請求項７３】
実質的に本明細書で説明されかつ図１から図７のいずれか１つに示されているシステム。
【請求項７４】
実質的に本明細書で説明されている製品。
【請求項７５】
実質的に本明細書で説明されかつ図１から図３８のいずれか１つに示されている方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の背景
本開示の分野
本開示は概して、フォトリソグラフィおよびフォトレジストを用いて製品を製造する装置および方法に関する。いくつかの実施例において、装置および方法はドライフィルムフォトレジストを使用する。本開示は、シートまたはフィルムの形態のフォトレジストをベースとする作業に由来するものである。一例として挙げられるフォトレジストは、米国特許出願公開第２００６／０２５７７８５号明細書で述べられているようなものであり、この文献をここで参照したことにより、その開示内容全体が本明細書に取り込まれるものとする。
【０００２】
関連技術の説明
フォトリソグラフィは、基板を用いて比較的薄い平坦なパーツを製造するために微細加工において使用される周知の製造プロセスである。光源からの光が、フォトレジストとして知られる感光材料上に入射する。この光は、フォトマスクとしても知られるパターンを介して入射し、フォトマスクは光をフォトレジストの特定の領域に向かわせ、この光によって、それらの所望の領域におけるフォトレジスト材料の溶解度に変化が引き起こされて、露光された領域または露光されなかった領域を、後続の化学処理／熱処理を介して除去することができるようになる。いくつかの事例では、フォトレジスト材料が除去された領域に新たな材料を堆積させることができ、このプロセスが繰り返されて、複数の材料層が所望のパターンで構築される。
【０００３】
従来技術による１つの例の場合、フォトレジスト材料の溶液がウェハ上または基板上にスピンコーティングされ、その後、プリベークされる。次いでフォトレジストは、望ましいパターンで光に晒される。これによってフォトレジストにおいて化学変化が引き起こされ、現像剤を介してフォトレジストを除去できるようになる。この場合、現像剤は一般的に、ポジ型レジストのためには水酸化ナトリウム溶液などの液体であり、またはネガ型レジストのためには酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの溶剤である。一般的にネガ型フォトレジストは、現像剤が塗布される前にベーキングされる。ポジ型フォトレジストは、フォトレジストが光に晒されることによっていっそう溶けやすくなり、現像剤によって除去されるようなフォトレジストである。ネガ型フォトレジストは、露光されなかった領域が現像剤によって除去されるようなフォトレジストである。ネガ型フォトレジストを化学増幅型としてもよいし、そうでなくてもよい。像反転レジストを使用してもよく、これはポジ型またはネガ型のいずれかで階調化されたパターニングに対して用いることができる。さらに現像後のステップも設けることができ、これは現像剤が塗布された後のハードベーキング、および／またはフォトレジストが除去された領域で基板の一部が除去されるエッチングなどである。
【０００４】
フォトレジスト材料を、ポリマーフィルムおよびフォトレジスト材料の乾燥コーティングを有する複合フィルムとして準備することも知られており、この複合フィルム自体は、熱および圧力を用いて基板に塗布される。その後、ポリマーフィルムを除去することができ、これによって基板上にフォトレジスト材料が残される。かかる複合フィルムは、一般的にドライフィルムフォトレジストとして知られている。かかるドライフィルムフォトレジストの一例は、上述の米国特許出願公開第２００６／０２５７７８５号明細書に開示されている。かかるドライフィルムフォトレジストは一般的に、ベースポリマーフィルム／シートと保護カバーフィルム／シートとの間に挟まれたフォトレジスト材料として供給される。ポリマーフィルムは、その材料および構成に応じて、それ自体がフォトリソグラフィプロセス中に基板として機能することができる。かかるドライフィルムフォトレジストは液体の形態よりも容易に取り扱うことができ、種々の基板材料を使用することができ、いっそう厚くすることができ、かついっそう迅速に処理することができる。
【０００５】
それにもかかわらず、慣用のフォトレジストを用いても、またはドライフィルムフォトレジストを用いても、上述のプロセスを用いて構造物を製造するには、かなりの難度および精度を伴う可能性があり、さらにかなりの時間および費用がかかる可能性があり、自立型パーツの製造を達成するのは一般的に困難であった。一般的に、ステップ各々が著しく正確に制御されることに伴い、比較的大きくかつコストのかかる処理プラントが必要とされる。一般的にフォトレジストは終始、クリーンルーム条件において取り扱われなければならず、このような条件は実際には難しく、達成するにはコストがかかり、さらに光投射ステップのためには、特注の安全光クリーンルームなどのイエロールームが必要とされ、そこにおいては青色と紫色と紫外線の光が存在しない（「イエロールーム」）。フォトレジスト材料を取り扱う際には、不所望な放射または汚染にうっかりと晒さないように、細心の注意を払わなければならず、このためには著しく正確に制御された動作条件および製造プラントが必要である。フォトレジストは一般的に、著しく高い分解能の製品を製造するためにも用いられ、このような製品自体は、著しく注意深くかつ正確に処理して取り扱わなければならない。よって、このプロセスを用いて製品を製造するコストは、著しく高くなる可能性がある。
【０００６】
本開示の概要
本開示の課題は、フォトリソグラフィおよび１つまたは複数のフォトレジストを用いて製品を製造する装置および方法、および／または上述の問題点のうちの１つまたは複数を軽減する装置および方法、および／または有用な選択肢を公衆に少なくとも提供する装置および方法を提供することである。
【０００７】
したがって１つの態様によれば本開示は概して、基板上にフォトレジスト材料を有するフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置から成る、と言うことができる。この装置は、
フォトレジストを収容し、内部の少なくとも１つの動作ポジションにフォトレジストを配置するように構成された筐体と、
動作ポジションにあるときにフォトレジスト材料に入射する放射を送出して、この放射に晒されたフォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するように構成された露光システムと、
フォトレジストが動作ポジションにあるときに、または筐体内の異なる動作ポジションにあるときに、フォトレジスト材料を加熱して、基板に対しフォトレジスト材料をキュア処理するように構成されたヒータと
を有する。この場合、
重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が筐体から十分に排除される程度まで、外部からの放射が筐体に入ることができないように、筐体は放射を排除し、さらに筐体は、少なくともフォトレジストが動作ポジションまたは各々の動作ポジションに配置されているときに、不所望な汚染が筐体に入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である。
【０００８】
ＵＶを排除するように、かつ／または他の何らかの放射波長または放射波長範囲を排除するように、筐体を構成することができる。
【０００９】
この装置は、以下のうちのいずれか１つまたは複数をもたらすように構成されたコンポーネント、アセンブリ、および／またはコンポーネントおよび／またはアセンブリの組み合わせを有することができる。
ａ）フォトレジストの結合および階層化を目的とする制御された駆動、
ｂ）処理されたフォトレジストと未処理のフォトレジストとの制御された分離、
ｃ）規定された処理領域からの処理されたフォトレジストの取り出し、
ｄ）制御されたフォトレジストのアライメントおよび配置。
【００１０】
いくつかの実施例においてこの装置を、ドライフィルムフォトレジストを使用するように構成することができ、かつ／または１つまたは複数の取り外し可能なカバーシートを有するフォトレジストを収容するように構成することができ、この場合には装置は、フォトレジストが動作ポジションに到達する前にカバーシートを除去するように構成されている。
【００１１】
この装置を、持ち運びできるように寸法選定することができる。この装置を卓上型装置として、または少なくとも床置き型となるよう、寸法選定しかつそのように構成することができる。いくつかの実施例において、装置の幅、高さおよび長さの外形寸法全体を、それぞれ１ｍよりも小さくすることができ、いくつかの実施例では０．７５ｍよりも小さくすることができ、つまりおおよそ業務用の床置き型レーザプリンタのサイズとすることができる。
【００１２】
放射排除／遮断筐体を、有害ではない可視光部分は見えるように構成することができ、これによって装置の目下の動作状態に関してそのまま目に見えるフィードバックがユーザにもたらされる。換言すれば、フォトレジストの処理状態を、筐体外部から安全に観察することができる。別の実施例においてこの装置を、処理状態を表す視覚的なまたは可聴の信号を発生させるように構成することができる。
【００１３】
いくつかの実施例においてこの装置は、０．５μｍ以下、２μｍ以下、４μｍ以下、または２０μｍ以下のフィーチャサイズ、および／または少なくとも１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、または５０ｃｍ、またはそれ以上のスケールを有する製品を製造するように構成されている。達成される分解能を、露光システムのピクセルサイズと関連させて決定することができる。
【００１４】
露光システムは、好ましくは露光源を有する。露光源を、光源など任意の適切な放射源とすることができる。光源はたとえば、ＵＶ蛍光管またはＵＶ蛍光灯、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイ、レーザ、および／またはディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などのプロジェクタのうちのいずれか１つまたは複数を有することができる。露光源は、Ｘ線、深紫外線、中紫外線または近紫外線から可視光に至るまでを含む任意の高エネルギーの電磁周波数で、放射を送出することができる。露光源を、３００〜４５０ｎｍの波長範囲内で、いくつかの実施例では３６５〜４０５ｎｍの範囲内で、放射を送出するように構成することができる。露光源をコリメートすることができる。コリメートをたとえば、レンズまたは放物面反射器によって実施することができる。露光源を、装置内においてフォトレジストの基板の上方または下方のいずれかにポジショニングすることができ、さらに露光源は、基板の上側または下側のいずれかまたは両方に向けて放射を送出可能である。
【００１５】
露光システムは、露光源とフォトレジストとの間において放射を操作するように構成された１つまたは複数の放射操作装置を含むことができる。放射操作装置は、たとえば、ミラー、ディジタルミラー、プリズム、レンズ、および／またはビームスプリッタのうちのいずれか１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施例においては、複数の放射操作装置が設けられている。これら複数の放射操作装置を、露光源とフォトレジストつまり装置の動作ポジションとの間の放射経路に沿って、直列または並列の形態で設けることができる。
【００１６】
露光システムは、１つまたは複数の受動型放射操作装置および／または１つまたは複数のダイナミック型または能動型放射操作装置を有することができる。
【００１７】
露光システムは、露光源とフォトレジストとの間において放射を操作するように構成された１つまたは複数のダイナミック型放射操作装置を含むことができる。このダイナミック型放射操作装置は、たとえば、ディジタルミラー、ＬＣＤ、検流計、および／または光学機械式レーザシステムのうちのいずれか１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施例においては、複数の放射操作装置が設けられている。これら複数の放射操作装置を、露光源とフォトレジストとの間の放射経路に沿って、直列または並列の形態で設けることができる。ダイナミック型放射操作装置の前方および／または後方に、以下に限定されるものではないが、レンズ、ミラーまたはビームスプリッタなど、付加的な操作装置を含めることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態において、露光源とフォトレジストの動作ポジションとの間の放射経路の長さを調節可能である。よって、かかる実施形態の場合にこの装置は、フォトレジストの動作ポジションおよび露光源のポジションのうちの一方または両方を移動させるように構成された放射経路長調節装置を有することができる。いくつかの実施形態において、この放射計経路長調節装置は、動作ポジションにあるときにフォトレジストが上に載置されるプラットフォームを有し、このプラットフォームは装置内に可動に取り付けられている。プラットフォームはヒータを有することができ、またはプラットフォームをヒータに結合することができる。
【００１９】
いくつかの実施例において、プラットフォームと露光源の双方を、装置に可動に取り付けることができる。プラットフォームが動くと露光源も動くよう、プラットフォームおよび露光源を連携して移動するように構成することができる。プラットフォームおよび露光源をキャリッジに取り付けることができ、このキャリッジはトラックなどの直線的な部材に可動に取り付けられている。
【００２０】
ヒータは、以下のうちのいずれか１つまたは複数を有することができる。すなわち、
ａ）動作ポジションにあるときにフォトレジストが上に載置されるヒータプレート、
ｂ）動作ポジションにあるときに、フォトレジストと隣り合うまたは接触するポジションへと移動可能に構成されたヒータプレート、
ｃ）フォトレジストを放射するように構成された赤外線熱源、および／または
ｄ）動作条件にあるときにフォトレジストが内部に配置されるオーブン。
【００２１】
この装置は、露光システムおよびヒータを制御するように構成された１つまたは複数のコントローラを有することができる。
【００２２】
コントローラのうち上述のまたは１つのコントローラを、以下のうちのいずれか１つまたは複数を制御するように構成することができる。すなわち、
ａ）露光システムから送出される放射の強度および／または持続時間および／またはタイミング、および／または
ｂ）ヒータの温度、持続時間、タイミングおよび／または加熱／冷却速度のうちのいずれか１つまたは複数、
ｃ）露光プロフィルおよび／またはヒータプロフィル、
ｄ）熱的または機械的な機能をもたらす要素などの駆動要素、
ｅ）装置内または装置上に配置されたセンサから導出されたフィードバックの処理、
ｆ）露光システムと動作ポジションとの間の相対的ポジション、
ｇ）ヒータと動作ポジションとの間の相対的ポジション。
【００２３】
ヒータプロフィルをたとえば、約１００℃で約１０分間とすることができる。露光プロフィルを、２０μｍのフィルムの層ごとに約４分にわたり約３９５ｎｍとすることができる。露光プロフィルを、露光システムのパワーに依存させてもよい。
【００２４】
コントローラは、好ましくはユーザインタフェースを有する。製造すべき製品および／またはドライフィルムフォトレジストの１つまたは複数の特性を表す１つまたは複数の入力を受け取り、露光システムプロフィルおよび／またはヒータプロフィルをしかるべく制御するように、コントローラを構成することができる。１つの実施例の場合、コントローラは、ドライフィルムフォトレジストの厚さであるただ１つの入力を受け取るように構成されている。コントローラへの入力のいずれか１つまたは複数を、ユーザにより入力された手動入力、または装置内または装置上に設けられた１つまたは複数のセンサから求められた測定入力とすることができる。コントローラを、ユーザがコントローラの１つまたは複数のパラメータを設定できるように、ユーザプログラミング可能とすることができる。たとえば、コントローラは以下のうちのいずれか１つまたは複数に関連するパラメータを制御することができる。
ａ）フォトレジストの厚さ（すなわちｚ方向または垂直方向における層の厚さ）、
ｂ）必要に応じて処理を最適化するために、露光プロフィルおよび／または加熱プロフィルに対する変更、
ｃ）装置の状態。たとえば、装置がプロセスのうち露光部分にあるのか、加熱部分にあるのか、または冷却部分にあるのか、プログラム終了までにどのくらいかかるのか、さらに加熱および／または冷却の速度。
【００２５】
コントローラは、１つまたは複数のマイクロコントローラを含むことができる。各コントローラは、電子データプロセッサ、手動で切り替えられる入力およびタイマのうちのいずれか１つまたは複数を有することができる。
【００２６】
装置の動作中、ユーザがＵＶ放射または他の放射に晒される、かつ／または熱に触れるなど、ユーザに対する危険を阻止するインターロックを、装置に組み込むことができる。
【００２７】
ユーザインタフェースはさらに、露光を表すために点灯されたボタンによって、および赤または緑のいずれかをしかるべく点灯することによって、ヒータが動作中であり熱くなっている場合、または冷えておりレジストを取り出す準備が整っている場合を表すヒータインジケータによって、システムの状態に関する情報を提供する。ユーザインタフェースは、事前にプログラミングされたレシピも格納することができ、システムの動作全体を通じてユーザガイダンスを提供することができる。ユーザインタフェースを、遠く隔たってまたはワイヤレスで装置と通信するように構成されたネットワークベースのユーザインタフェースとしてもよい。
【００２８】
この装置はさらに現像ユニットを有することができ、この現像ユニットは、ヒータによるキュア処理後にフォトレジストを現像して、現像液に晒されたいかなるフォトレジスト材料も除去するか、いかなる基板も除去するために、処理されるフォトレジストへ現像液を供給するように構成されている。いくつかの実施例において基板は、基板とフォトレジストとの間に酸化物層を有していない。自立型構造物が形成される場合、ＰＥＴまたは他のバッキングシートが単に機械的に除去されるか、またはパターンによっては現像しやすくなるならば、現像中に構造物を支持するために、これをそのままの位置に留めておくことができ、その後、除去することができる。酸化物層を備えた基板をこのシステムで使用してもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態において、現像液タンクが筐体内部に設けられている。別の実施例において、現像液タンクは装置とは分離されており、かつ／または少なくとも筐体の内部と連通している。いくつかの実施形態において、現像液をフォトレジストに向けて計量分配するように構成されたディスペンサを介して、フォトレジストが現像液に晒される。たとえば１つまたは複数のノズルを介して、現像液をミストまたは噴霧として計量分配することができる。別の実施形態においてこの装置は、フォトレジストを現像液に浸漬させる、または現像液内で浴処理するように構成されている。このことを、現像剤タンクにおいて、または現像剤タンクと液体連通している二次タンクまたは二次浴において、達成することができる。フォトレジストを、動作ポジションから現像ポジションであるさらに別の動作ポジションへと移動させることができ、このポジションにおいてフォトレジストを現像液に晒すことができる。別の実施形態において、フォトレジストは動作ポジションにそのまま留まり、次いでヒータによるキュア処理後に現像液がフォトレジストに塗布される。現像ユニットは筐体の一体型コンポーネントを有することができ、さらに現像ユニットを内部コンポーネントまたは外部コンポーネントとすることができる。現像ユニットを、筐体に取り外し可能に取り付けることができる。取り外し可能な現像ユニットを使用後に取り外すことができ、このユニットに現像液を補給することができるか、またはこのユニットを交換することができる。現像システムは、パターン化されていないレジストの架橋および除去のために組み込み型ＵＶ源または別のＵＶ源を用いることによって、現像剤を再循環させることができる。一例としてたとえば沈積または遠心分離によりさらなる使用のために再構築できるように、未架橋の材料を現像剤から抽出することによって、現像システムを廃棄物ゼロシステムとすることができる。
【００３０】
現像液は、温水または他の加熱された液体または加熱されていない液体を有することができる。未架橋の材料が容易に取り除かれるように、この液体がむき出しの未架橋の材料を溶かすまたは溶解して取り去ることができる。温水または他の液体は、使われていない材料を分散させて取り除くために、表面活性剤を用いることができる。この液体を、１つまたは複数の浴内に収容することができる。現像剤をユーザから隔離するために、この浴を、内部でフォトレジストが露光されるカートリッジまたは別個の二次カートリッジとすることができる。液体をヒータによって、または筐体内または筐体外にあるものとすることができる別の熱源によって、加熱することができる。熱源は、たとえばマイクロ波源を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施例において、露光システムおよびヒータを、逐次に動作するように構成することができる。別の実施例において、露光システムおよびヒータを、同時に動作するように構成することができる。したがって露光システムを、ヒータがオンの期間中に放射を送出するように動作させることができる。露光システムおよびヒータを各々、他方と同時にスイッチオンおよびスイッチオフされるように構成することができ、または他方とオーバラップした周期にわたり動作するように構成することができる。
【００３２】
この装置は、フォトレジストに所望のパターンを適用できるように構成されたパターニングシステムを有することができる、またはさらに有する。いくつかの実施例において、パターニングシステムは、保護シート上に形成または描画される、またはフォトレジストに適用されるパターンを有することができる。別の実施例において、パターニングシステムは、露光システムとフォトレジストとの間にポジショニングされた、またはポジショニングされるように構成された、１つまたは複数のフォトマスクを有することができる。フォトレジストとパターニングシステムとの間に、空気に起因するかまたは保護シートの厚さに起因して空隙またはスペースが存在しないように、このパターニングシステムを、フォトレジストとじかに接触させてポジショニングすることができ、またはそのようにポジショニングされるように構成することができる。高品質のフォトマスクにじかにラミネートすることによって、４μｍ以下の高分解能構造物を形成することができる。別の実施例において、パターニングシステムは、フォトレジスト上にパターンを生成するように構成された電子／光学／ディジタルシステムを有することができる。したがって本開示は、パターニング方法としてガラスフォトマスクの使用を含むが、フィルムおよびフォトプレートなどのフォトパターンを、ディジタル露光によって、または他のフィルムパターンまたはフォトプレートから、形成する可能性も含む。
【００３３】
いくつかの実施例において、フォトレジストは、露光システムからの放射に晒されている間、およびヒータによるキュア処理中、単一の動作ポジションに配置されている。別の実施例において、この装置は複数の動作ポジションを有し、これら複数の動作ポジションの各々は、装置の１つまたは複数の処理ステップに対応づけられている。
【００３４】
いくつかの実施形態においてこの装置は、ただ１つのフォトレジスト層だけを収容するように構成されており、または少なくとも、ある所定の時点にただ１つのフォトレジスト層だけを処理するように構成されている。
【００３５】
別の実施形態においてこの装置は、複数のフォトレジスト層を収容または保管するように構成されている。この装置は、複数のフォトレジストを保管するように構成された保管装置を有することができる。保管装置を、複数のフォトレジストをスタックとして保管するように構成することができる。保管装置を、装置に取り外し可能に取り付けることができる。保管装置を、複数のフォトレジストをロールまたはリールとして保管するように構成することができる。フォトレジストのロールまたはリールを、放射排除筐体を有する保管装置に取り外し可能に保管することができ、この放射排除筐体は排出口を有し、この排出口を通りフォトレジストが動作ポジションに向かって供給される。
【００３６】
この装置はさらに、１つまたは複数のフォトレジストを装置の筐体内の動作ポジションへと供給するように構成されたフォトレジスト供給装置を有することができる。この供給装置を手動で動作させることができ、または自動化することができる。たとえば、供給装置は可動のプラットフォームまたはキャリッジを有することができ、この上にフォトレジストが載置されて筐体内へ挿入される。少なくとも処理ステップが完了するまで、フォトレジストを動作ポジションにロックするために、ロック装置を設けることができる。別の実施例において供給装置は、ローラまたはホイールなど１つまたは複数の回転部材を有することができ、これはフォトレジストのロールを筐体内へ供給するように構成されている。複数の回転部材を設けることができ、隣り合う回転部材の間にフォトレジストが挟まれる。この回転部材または回転部材各々を、フォトレジストから１つまたは複数のカバーシートを除去するように構成することができる。供給装置は、フォトレジストを動作ポジションまで移動させるために、少なくとも１つの可動のプラットフォーム、基板またはベルトを有することができる。いくつかの実施例において、横方向に離間されたベルトのペアが設けられており、フォトレジストが供給装置から供給されるときに、これらのベルトの上にフォトレジストが載置される。これらのベルトを、１つまたは複数の歯付き回転部材と係合させるために、または１つまたは複数の歯付き回転部材によって駆動されるようにするために、歯付きとすることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態においてこの装置は、ある所定の時点でただ１つのフォトレジストだけを処理するように構成されている。複数のフォトレジストを逐次に受け取るようにこの装置を構成することができ、この場合、各フォトレジストは順番に処理される。逐次に受け取ったときに、上述のように装置の保管装置内にフォトレジストを格納することができる。ストリップまたはロールまたはリールの上に設けられているならば、要求された速度でこれを装置内へ供給することができる。オープンリール式プロセスを実行することによって、フォトレジストの連続的な処理能力のために装置が構成されるように、いくつかの実施例において、かかるストリップまたはロールまたはリールを、装置から出るように供給することもできる。装置内へのフォトレジストの供給速度を制御するために、適切なストリップ／リール供給装置を設けることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態においてこの装置は、複数のフォトレジストから１つの製品を製造するように構成されている。これらのフォトレジストを、上述のように別々にまたは逐次に処理することができる。処理されたならば、１つまたは複数のさらなるプロセスステップをフォトレジストに適用して製品を製造するように、この装置を構成することができる。１つまたは複数のさらなるプロセスステップは、１つまたは複数の切断ステップ、アライメントステップおよび再構築ステップを含むことができ、フォトレジストが適正なアライメントおよび配向で互いに階層化されて製品が製造されるようにする。
【００３９】
複数のフォトレジストから１つの製品を製造するように構成された装置において、この装置を、以下の基本的なプロセスステップのうちの１つまたは複数に従い動作させることができる。この場合、製品の各層は、フォトレジストの１つまたは複数のシートまたは１つまたは複数のストリップの一部分である。
ａ）機械を介してシートをローリングする。
ｂ）保護カバーシートを除去する。
ｃ）たとえば投影によりＵＶ光を用いてパターニングするために、フォトレジストを露光する。
ｄ）フォトレジストの不所望な露光を阻止するために、フォトレジストシートのすぐ下の放射を遮断する。
ｅ）たとえば加熱されたまたは加熱されていないカッタを用いて、パターン化された層を折り曲げるまたは切断する。
ｆ）機械的、光学的、または他のポジショニング／アライメント機構によって、フォトレジストの先行の層から成るスタック内において、折り曲げられたまたは切断された層をアライメントする。
ｇ）熱間圧延ラミネータとすることができるラミネータによって、フォトレジストの１つまたは複数の先行の層のスタックに、折り曲げられたまたは切断されたフォトレジストをラミネートする。
ｈ）フォトレジストスタックを加熱して複数の層を相互に架橋することによってキュア処理し、これにより露光されずしたがって未架橋の材料の中に一体化されたユニットが形成され、この場合、未架橋の材料は支持材料として効果的に機能する。
ｉ）現像液において洗浄することによって、支持材料を取り除く。
【００４０】
いくつかの実施形態においてこの装置は、複数のフォトレジストシートを同時に処理するように構成されている。かかる実施形態の場合、プロセスの一部については所定の時点でただ１つのフォトレジストシートだけを処理し、プロセスの異なる部分については複数のフォトレジストを同時に処理するように、この装置を構成することができる。たとえば、ある時点でただ１つのフォトレジストシートだけしか露光手段からの放射に晒されないけれども、複数のフォトレジストがヒータにより同時にキュア処理されるように、この装置を構成することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、複数のフォトレジストを１枚のシート上に設けることができ、この装置は、複数のフォトレジストをそれぞれ単独で逐次に露光し逐次にキュア処理するように構成されており、この装置はさらに、複数のフォトレジストのパターン化された要素を露光後に再結合して多層構造物を形成するように構成されている。別の実施例においてこの装置を、複数のフォトレジストを同時に露光するように構成することができる。
【００４２】
この装置は１つまたは複数のカバーシート除去機構を有することができ、この機構は、フォトレジストが動作ポジションに移動させられる前に、フォトレジストの１つまたは複数のカバーシートの制御された除去をもたらすように構成されている。除去機構は、歯車装置／ローラなど駆動される回転部材を有することができ、その上をカバーシートが転がされる。
【００４３】
この装置は、この装置から、または少なくとも動作ポジションから、製品を取り出すように構成された製品取り出し機構を有することができる。
【００４４】
この装置は、処理された材料を冷間ラミネートまたは熱間ラミネートのいずれかによって結合するように構成されたラミネータを有することができる。このラミネータを、熱間圧延ラミネータとすることができる。
【００４５】
この装置は、処理領域内の何らかの材料から、つまりまだ処理中の材料、まだ処理すべき材料、および／または動作ポジションにある材料から、処理された材料を分離するように構成されたカッタまたはセパレータを有することができる。
【００４６】
この装置は、処理された材料を未処理材料から隔離するように構成された隔離装置を有することができる。
【００４７】
この装置は、材料運動の制御された圧縮／捕捉のための機構を有することができ、これによって局所的な処理が可能になる。この機構はクランプ機構を有することができる。クランプ機構は、フォトレジストを動作ポジションに選択的にクランプするように構成されたクランププレートを有することができる。クランププレートを、クランプポジションと非クランプポジションとの間で移動可能であるように、装置に可動に取り付けることができる。
【００４８】
本開示の別の態様によれば、本開示の上述の態様の装置と共に使用するように構成されたフォトレジストが提供され、このフォトレジストは、ベースシートと保護フィルムとを有するカバーシートの間に挟まれたフォトレジスト材料を有する。ベースシートおよび保護シートは、担体シートまたはカバーシートとして知られている。各フィルム／シートを取り外し可能とすることができる。ベースシート自体を、リジッドな基板に適用することができ、またはベースシート自体が基板として機能することができる。露光および加熱に先立ち、同様に露光および加熱の間、フォトレジストの平滑性および平坦性を維持するために、担体シートを用いることができる。このことが特に有用になり得るのは、製造すべき製品が層状に積み重ねられた複数のフォトレジストから形成される場合であり、この場合、担体シートは処理中、未架橋のフォトレジストを保持し、これによって後続の層を平らにラミネートすることができ、それら後続の層においてパターンのスランピングが阻止される。
【００４９】
任意の適切な材料から基板を形成することができる。例として挙げる材料には、ケイ素、１つまたは複数の金属、１つまたは複数のポリマー、１つまたは複数の紙、または１つまたは複数の他の織物、エポキシ、または（かつてはDJ DevCorpとして知られていた）DJMicroLaminatesにより製造されたSUEX（登録商標）から成るベース層、またはEMSシリーズのドライフィルムレジスト、またはその他のドライフィルムレジストまたは溶剤によりコーティングされた乾燥させたレジストフィルムを含むその他のフォトレジストが含まれる。ポリマー基板は、フォトレジストに対するポリマー基板の接合親和性の向上、低コスト、機械加工処理のしやすさ、および光学的透過性ゆえに、特に有利になり得る。ポリマー基板に接合されたフォトレジストのベース層によって、微細金型製造のためなど必要とされるところで、高い接着力がもたらされる。
【００５０】
本開示の別の態様によれば、本開示の上述の態様の装置と共に使用するように構成されたフォトレジストカートリッジが提供され、このカートリッジは、ベースシートと保護フィルムとの間に挟まれたフォトレジスト材料を有し、ベースシートがリジッドな基板にラミネートされて、フォトレジストとリジッドな基板とが共に、装置の筐体内および動作ポジションへと取り外し可能に挿入可能なカートリッジの一部分を有するようになる。
【００５１】
カートリッジおよび筐体は、カートリッジの挿入および取り外しを含むどのような段階でも、また、カートリッジが動作ポジションにあるときに、筐体内へのＵＶ光の進入を阻止するよう境界面が接するように構成されている。カートリッジはさらに、現像実施までの、または現像実施を含むいかなる段階においても、フォトレジストを汚染から保護するように、さらに動作ポジションに位置するようになるまでフォトレジストをキュア処理放射から保護するように、設計されている。
【００５２】
自立型構造物、電気めっき金型、またはソフトリソグラフィ金型の形成など種々の用途のために、さらにすでに述べた様々な基板のために構成できるよう、カートリッジの設計はモジュール型である。
【００５３】
この装置は、カートリッジを装置内に自動的に装填するように構成されたカートリッジ供給装置を有することができる。この装置は、カートリッジを装置から自動的に排出するように構成されたカートリッジ排出装置を有することができる。カートリッジは、装填および／または排出中、装置へのＵＶの進入またはフォトレジストへのＵＶの入射が阻止されるように設計されている。
【００５４】
カートリッジに、および特にリジッドな基板に、カートリッジが装置と相互作用できるようにした相互作用フィーチャを設けることができる。カートリッジのかかる相互作用フィーチャは、以下のうちのいずれか１つまたは複数を有することができる。すなわち、
ａ）カートリッジを筐体内へガイドするように構成されたガイドフィーチャ、
ｂ）カートリッジが筐体内へ挿入されたときに、カートリッジを適正に配向するように構成された配向フィーチャ、
ｃ）装置の適切な駆動機構を介して、またはシステムのマイクロコントローラによって、カートリッジを筐体内へ駆動できるように構成された駆動フィーチャ、
ｄ）カートリッジ内部の動作ポジションまたは動作ポジション各々において、カートリッジをリリース可能にロックできるように構成されたロックフィーチャ、
ｅ）筐体内へのカートリッジの挿入を許可または阻止できるように構成されたアクセスフィーチャ。かかるフィーチャは、特定の状況においてカートリッジが筐体内へ挿入されるのを阻止するために、装置のフィーチャと係合するように構成された、機械的または電気機械的なフィーチャを有することができる。かかる状況として挙げられるのは、カートリッジが装置と互換性のないカートリッジであること、または別のカートリッジがカートリッジ内部の動作ポジションにすでにある場合、または装置に欠陥がある場合である。
ｆ）筐体内への挿入中または挿入後に装置がカートリッジを識別できるように構成された識別フィーチャ。かかるフィーチャによって、カートリッジが識別されたならば、フォトレジストの処理を開始可能にすることができる。かかる開始をたとえば自動化することができる。
【００５５】
上述のフィーチャのいずれかまたはすべては、カートリッジと一体的に形成された、またはカートリッジに取り付けられた機械的な形態またはコンポーネントなど、機械的フィーチャを有することができる。別の選択肢として、またはこれに加えて、上述のフィーチャのいずれかまたはすべては、装置における１つまたは複数の電子タグリーダによって読み取られるＲＦＩＤまたは他の電子タグなど、電子的フィーチャを有することができる。
【００５６】
フォトレジストカートリッジは、多層のパターニングのために組み込み型の機械的なアライメントを形成するために、１つまたは複数の鍵型部材またはアライメント部材を含むことができる。この実施例の場合、複数の積み上げられたフォトレジストから製品を形成することができ、これらのフォトレジストの適正なアライメントは、鍵型部材相互の係合か、またはこれらの鍵型部材と筐体に設けられた鍵型部材との係合のいずれかによって保証される。別の実施例の場合には、たとえば後述するような別の技術を用いて、フォトレジストの張力を制御することにより、またはプロジェクタとフォトレジストとを連携させて動かし続けることにより、アライメントを容易にすることができる。
【００５７】
本開示のさらに別の態様によれば、フォトレジスト層を有するフォトレジストを用いて製品を製造するためのシステムが提供される。このシステムは、本開示の上述の態様のいずれかの装置と、本開示の上述の態様のいずれかのフォトレジストまたはフォトレジストカートリッジとを有する。この装置をモジュール型で考えられたものとすることができ、これによればアップグレードまたは種々のアプリケーションまたはコンフィギュレーションまたはモジュールを交換可能であり、これらを追加または取り除くことができる。
【００５８】
本開示の別の態様によれば、フォトレジストを有するフォトレジストを用いて製品を製造する方法が提供され、この方法は以下のステップを有する。すなわち、
フォトレジストを製造装置の筐体内に挿入するステップと、
筐体内の露光システムを用いて、動作ポジションにあるときにフォトレジスト材料に入射する放射を送出して、この放射に晒されたフォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するステップと、さらに
次いで、同様に筐体内にあるヒータを制御してフォトレジスト材料を加熱し、フォトレジスト材料を基板に架橋させるステップと
を有し、この場合、
少なくともフォトレジストが存在しているときには、フォトレジストの重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が筐体から十分に排除される程度まで、外部からの放射が筐体に入ることができないように、筐体は放射を排除し、さらに筐体は、不所望な粒子および／またはその他の汚染が筐体に入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である。
【００５９】
フォトレジストを、ドライフィルムフォトレジストとして受け取ったままで使用することができるか、またはフォトレジストに予備処理ステップを施すことができ、この予備処理ステップにおいて、装置が溶剤除去により液体のフォトレジストを乾燥させ、次いで形成された乾燥したフォトレジストを上述のように処理できるようにする。この予備処理乾燥ステップを実施するために、装置はヒータを使用することができる。
【００６０】
この方法は、ベースシートと保護シートとの間に挟まれたフォトレジスト材料から成るフォトレジスト、またはスピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード塗布またその他のものなどの手段により堆積されたむき出しのフォトレジストのような他のフォトレジストを用いるステップを有することができる。たとえばスロットダイコーティングは、基板に沿って液体材料を引き出すことによって薄膜を堆積させるために用いられる技術であり、この場合、均一な薄膜のために高度に制御された厚さをもたらすために刃先が用いられる。露光システムをアクティブ状態にする時点までにはフォトレジストが乾燥しているならば、基本的に任意のフォトレジストを使用することができる。
【００６１】
フォトレジストのベースシートおよび／または保護シート、あるいはフォトレジストカートリッジは、処理中に内部応力を低減しかつ平滑性および平坦性を維持するのに十分な支持材料として機能することができ、特にこれによって高いアスペクト比のフィーチャに応力または摩擦が加わらず、したがって後に続くことが見込まれる層をラミネートするために平坦な水平の支持体が形成されるようになる。高いアスペクト比のフィーチャを、幅よりも高さが著しく大きく、典型的には少なくとも５：１の比を有するものとすることができる。ある設計のパーツとして、相対的に背が高く薄い構造物が製造されるならば、典型的にはあちこちに動かないように（菱形にならないように）これを保持するために、外側からの支持が必要とされる。
【００６２】
フィルムのうちの１つは、ＵＶ反射防止材料を有することができる。かかる材料は、フォトレジストの散乱表面をなくし、不所望な反射を阻止する際に有用になり得るものであり、これにより製品の分解能が改善される。反射防止材料を、ベース担体シートまたはカートリッジとすることができる。
【００６３】
SU-8の液体フォトレジストおよびそのドライ形態であるSUEXは、ひときわ垂直な側壁構造物を製造するそれらの能力の点で知られており、これは多くの用途において有用である。ただしこのような垂直側壁構造物は、金型からの取り出しが難しくなる可能性がある。したがって上述の装置を、高度に垂直なものから意図的にテーパ構造の側壁にして、金型からはるかに容易に取り出される構造物を製造するように、構成することができる。金型から構造物を取り出す場合、テーパ化された製品は、静止摩擦が減ることからマスタからの取り出しが簡単になる。
【００６４】
慣用のフォトリソグラフィ設備は、フォトレジストの選択された領域を露光するために、フォトマスクまたはレーザ直接描画システムを使用する。パターンのために既存のフォトマスクを使用すれば、製造コストを著しく下げることができるけれども、そのマスクを先に準備しておく必要があり、これによってターンアラウンドタイムが増加する。これとは対照的に、レーザ直接描画システムは著しく高価になる傾向にあるが、ほぼ即座に処理することができる。このため上述の装置を、レーザプリンティング、ダイナミックライトプロジェクション、縮小イメージング、またはＤＶＤ描画など、「オン・ザ・フライ」プロトライピングのための択一的なパターニング方法を使用するように構成することができる。これらのプロセスは、比較的低いコストで実施可能であり、これによって慣用のマスクリソグラフィに対し著しい利点がもたらされる。
【００６５】
フォトリソグラフィにおいて微細構造を剥離するための慣用のプロセスは、材料の処理後に基板を除去するために化学エッチングを実施することである。ただしドライフィルムフォトレジストと共に用いられる担体シートは、剥離コーティングを備えているので、こうした場合にはこれらの担体シートの一方または両方が、製造された製品を処理後に速やかにかつ簡単に取り出すための剥離材料として機能することができ、これによりエッチングを必要とすることなく構成部品またはステンシルなど自立型構造物を製造できるようになる。このことの一例は、自立型マイクロ歯車などの製品を製造する場合であり、これは一般に、複数の層の除去によって基板を取り除く必要があることから、慣用のフォトリソグラフィによって製造するには非現実的な構造物である。
【００６６】
一方または両方のシートは、フォトレジストとじかに接触させるためにパターン化可能な表面を有することができる。これによって、別個のフォトプレートまたはフォトマスクを作成するために必要とされる時間およびコストを低減することができる。パターン化可能な表面によって、フォトレジストと露光システムとの間において担体シートにより形成される空隙および界面もなくなる。このような空隙および界面は、ＵＶ散乱および分解能の低下を引き起こす。パターン化されたフォトレジストシートを装置に供給することができ、またはパターン化されたフォトレジストシートと共に使用されるように装置を構成することができる。
【００６７】
パターン化された担体シートは、一般的にはフォトプレートよりも分解能が低いけれども、散乱を引き起こす空隙を依然として残しながら、フォトレジストがフォトプレートに付着することがなくなり、または１枚の担体シートを介して交互に露光することがなくなり、このように交互に露光することに伴って、２つの界面および４０μｍを超えるカバーシートの厚さならびに周囲を取り囲む空隙によって引き起こされる分解能の低減が生じてしまう。したがって、パターン化された担体シートはフォトプレートよりも分解能が低くなる可能性があるとはいえ、フォトレジストとの直接的な接触により、性能が向上する。パターンによる分解能を非常に高くするために、担体シートの代わりにフォトマスクを使用してもよいが、その際にはパターン側でラミネートすることで、フォトレジストとの密な接触が形成される。
【００６８】
一方または両方の担体シートは、保護を必要とするフォトレジストの領域にわたりコンフォーマルなマスクを提供するように構成された粘着性表面を有することができる。このことは、製造すべき製品が回路基板または他の電子コンポーネントまたは繊細なコンポーネントであるときに、有用になり得る。かかるフィルムはたとえば、高度に透過性のプリントシート、ステッカ、デカール、テンポラリータトゥーシート、マイクロフィッシュまたはマイクロフィルムのうちのいずれかを有することができる。かかるコンフォーマルなマスクを、多階調グレースケールでプリントすることができ、これによって垂直なエッジではなく形状が与えられたエッジが形成される。
【００６９】
この方法はさらに、ベースシートおよび保護シートを用いて、キュア処理が完了するまでフォトレジストを平坦に保持するステップと、現像に先立ちベースシートおよび保護シートを取り除くステップと、さらにこれに続いて、現像されたフォトレジストをベース層として用いて、スランピングなくパターニング可能となる付加的な層を支持するステップとを有することができる。
【００７０】
この方法によれば、アライメントされた多層構造物の製造を実現することが可能であり、このことは以下のステップから成る方法によって可能となる。すなわち、可視のイメージが形成されるまでの期間だけ、フォトレジストを加熱してパターンを半ばキュア処理するステップと、次いで早期に可視となったイメージを組み込まれた参照マーカとして使用して、１つまたは複数のフォトレジスト層を他のフォトレジスト層とアライメントするステップと、さらにこれに続いて複数のフォトレジスト層を完全にキュア処理し、たとえばラミネート、加熱、圧力および／またはプラズマの支援を用いることにより、架橋された単一の構造物となるようにいっしょにキュア処理するステップ、とによって可能となる。このことは、複数のフォトレジストが用いられて製品が形成される場合に、高い接合強度および良好なアライメントを達成するのに有用になり得る。
【００７１】
この方法は、露光されてキュア処理された複数のフォトレジストを再結合して、フォトレジストが複数の平面を占有し、または互いに相対的に傾斜させられて、３Ｄ構造物が形成されるようにするステップを有することができる。これに加えて、または別の選択肢として、エポキシ（ネガ型フォトレジストのベース材料）から成る複数の固体ブロックを接合するために、かかるステップを使用してもよく、このようにすれば、製造された製品が薄い平坦な構造物または多層化されラミネートされた平坦な構造物に限られることがないようになる。１つの例をマイクロスケール圧力センサとすることができ、このセンサは比較的大きく比較的厚い垂直側壁を有し、これらの側壁を、垂直平面において変形可能な薄いメンブレンと接合された比較的厚いエポキシブロックと共に組み立てることができる。別の例を、比較的大きいパターン化されていないエポキシブロックの壁において緻密な微細構造コーティングを使用した、加速度計センサのベースとすることができる。
【００７２】
この方法は、たとえば小型化センサのために広く使用されるＭＥＭＳスプリングの４つの主要な例であるカンチレバー、プレート、ブリッジまたはメンブレンなど、活動的構造物を形成するステップを有することができる。これらの構造物を以下のようにして製造することができる。すなわち、１つのフォトレジストの１つの層の一部分を別のフォトレジストと選択的に接合して繋留部を形成し、未架橋のフォトレジスト材料の平坦で平滑な層を、現像中に除去されるべき支持体として用い、したがって第１のフォトレジストの他の部分を自由に動かせる状態のままにして、活動的構造物を形成する。
【００７３】
この方法は、プリントされた構造物の内部に導電性経路またはインタフェースを形成するステップを有することができる。１つの実施例の場合、ポリマーコーティングされた金属または他の導電性箔を、次いでポリマーフォトレジストに接合して、そのままの位置に残すことができる。別の実施例の場合、導電性ポリマー、ポリマーコーティングされた箔、あるいは導電性フォトレジストまたは導電性インクを、フォトレジストの１つまたは複数の層と境界面で接合して、そのままの位置に残すことができる。活動的構造物と既述の導電性素子との組み合わせによって、低コストのマイクロセンサを高速でプリントする能力がもたらされる。導電性経路は、導電性ポリマー、半導体材料、および／またはカーボンナノチューブが装着されたフォトレジストおよび／または他のポリマーなど、非金属材料を有することができる。
【００７４】
この方法は、微細構造物のパーツとしてトランスデューサ材料を堆積する能力を有することができ、１つの例は、ポリフッ化ビニリデン、圧電性トランスデューサ材料、または機械エネルギーを電気エネルギーに変換するその他の材料の堆積であり、これによってエネルギーハーベスタなどの微細構造物を高速でプリントする能力が形成される。
【００７５】
この方法は、活動的構造物またはマイクロセンサを、形成された上述のトランスデューサの組み合わせと結合する能力を有することができ、したがって自家発電型のセンサを高速でプリントする能力が形成される。
【００７６】
この方法は、活動的構造物を表面機能化と組み合わせる能力を有することができ、これによってたとえば、化学的検出のためのマイクロセンサを高速でプリントする能力が形成される。
【００７７】
この方法は、たとえばレンズまたはレンズアレイなど、湾曲した構造物を形成する１つまたは複数のステップを有することができる。これを以下のことにより達成することができる。すなわち、レンズ周囲の領域（ネガ型レンズスペース）を露光し、次いで加熱してキュア処理し、これによって架橋された材料がセットされる一方、同じプロセス中に未架橋のフォトレジストが加熱され、これらの材料が表面張力の利用によりリフロー溶融して、半球型構造物が形成される。次いでこの構造物を再露光することができ（元のネガ型スペースの反転）、キュア処理されて硬化されたレンズが形成される。特に耐溶剤性が要求されていない場合には、光学的透過性を高めるために、レンズ構造物をＵＶに晒すことなく熱硬化させたままにしておくことができる。
【００７８】
本開示のさらなる態様によれば、本開示の上述の態様のいずれかの装置を用いて製造される製品が提供される。
【００７９】
この製品を、以下のうちのいずれか１つまたは複数とすることができる。すなわち、
ａ．パターン化されていないカプセル化部またはウェハ接合、
ｂ．自立型構造物、
ｃ．多層構造物、
ｄ．アライメントされた多層構造物、
ｅ．アライメントされたまたはアライメントされていない単層または多層のいずれかとすることができる、基板に拘束された構造物、
ｆ．部分的に拘束された構造物と部分的に自立型の構造物との組み合わせにより形成された活動的構造物、よって、かかる活動的構造物は、他に対し相対的に移動可能な部分または領域を含むことができる、
ｇ．導電性素子を含む構造物、
ｈ．導電性素子を含む活動的構造物、
ｉ．トランスデューサ素子を含む構造物、
ｊ．トランスデューサ素子と導電性素子との組み合わせにより形成された活動的構造物。
【００８０】
上述の記載による装置および方法により製造することができるような、かかる製品のさらなる例は、アンテナ、回路基板または電子マイクロコンポーネントなど、電子機器のパターン化されていないカプセル化部を含む。
【００８１】
単層の自立型微細構成部品の例は、小型歯車、コグホイール、スプリング、クリップ、レンズホルダおよびステンシルなどの製品を含む。
【００８２】
基板に拘束された構造物の例は、精密スタンプ、電気めっき、射出成形、エンボス加工およびソフトリソグラフィのための微細構造化テンプレートを含む。
【００８３】
多層の微細構造物の例は、疎水性表面、精密ロボット工学のために使用可能な「やもりの足」型表面、またはマイクロ流体チップを含む。
【００８４】
活動的構造物の例は、カンチレバー、プレート、ブリッジおよびメンブレンを含み、これらは、第１のフォトレジストの一部分を他のフォトレジストと選択的に接合して繋留部を形成する一方、第１のフォトレジストの残りの部分を自由に動かせるようにすることによって形成される。かかる活動的構造物は、ＭＥＭＳスプリングの基本コンポーネントであるスプリングを含むことができ、導電性材料および／または圧電性材料と組み合わせれば、これらのスプリングからマイクロセンサを製造可能である。
【００８５】
かかる活動的構造物のさらなる例は、振動エネルギーハーベスタを含み、これはスプリングとして動作するマイクロピラーであって、これが圧電性材料と組み合わせられて、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００８６】
振動エネルギーハーベスタと組み合わせられたマイクロセンサの例は、モノのインターネット型のハードウェアのために使用できるような自家発電型の小型センサを含む。
【００８７】
以下の説明から、本開示のさらなる態様が明らかになるであろう。それらの態様は、すべて本開示の新規の態様であると見なされたい。
【００８８】
次に、例示として本開示の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本開示の態様に従い、図１ａおよび図１ｂは、ドライフィルムフォトレジストの２つの変形実施形態を示す側面概略図であり、他方、図１ｃは、フォトレジストカートリッジを示す側面概略図である。
【図２】本開示に従い、この実施例ではドライフィルムフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図３】本開示に従い、ドライフィルムフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置の第２の実施形態を示す概略図である。
【図４】本開示に従い、ドライフィルムフォトレジストを用いて製品を製造するように構成された装置の第３の実施形態を示す概略図である。
【図５】コリメートされた光源を用いた図２〜図４のいずれかによる装置の一部分を示す拡大概略図である。
【図６】本開示に従い、ドライフィルムフォトレジストの単層を用いて製品を製造するステップを示す概略図である。
【図７】本開示に従い、ドライフィルムフォトレジストを用いて製品を製造する方法のステップを示す概略図である。
【図８】本開示の１つまたは複数の態様に従い、装置の第２の実施形態を示す概略図である。
【図９】図８による装置の供給機構を示す拡大図である。
【図１０】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１１】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１２】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１３】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１４】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１５】図８および図９による装置の第２の実施形態を様々な視点で示す図である。
【図１６】図８〜図１５による装置の一部分を示す拡大図である。
【図１７】図８〜図１６による装置の供給機構の一部分を示す拡大図である。
【図１８】図８〜図１７による装置のプリンティングプラットフォームおよび加熱ベッドを示す拡大図である。
【図１９】図８〜図１８による装置を一方の端部から見た拡大図である。
【図２０】図８〜図１９による装置を側方から見た拡大図である。
【図２１】図８〜図２０による装置をさらに別の視点から見た図である。
【図２２】図８〜図２０による装置をさらに別の視点から見た図である。
【図２３】図８〜図２０による装置をさらに別の視点から見た図である。
【図２４】図８〜図２３による装置を他方の端部から見た拡大図である。
【図２５】クランプが持ち上げられた状態で図８〜図２４による装置を示す側面図である。
【図２６】クランプが持ち上げられた状態で図８〜図２４による装置を示す側面図である。
【図２７】図８〜図２５による装置を示す端面図である。
【図２８】図８〜図２７による装置を一方の端部から見た別の拡大図である。
【図２９】露光システムおよびヒータを持ち上げられた状態で示す、図８〜図２８による装置の側面図である。
【図３０】露光システムおよびヒータを下げられた状態で示す、図８〜図２９による装置の側面図である。
【図３１】図８〜図３０による装置のプロジェクタレンズ、ラミネータローラおよびカッタを示す拡大斜視図である。
【図３２】フォトレジスト材料のロールを示す側面概略図である。
【図３３】フォトレジストに入射する放射源からの放射を示す側面概略図である。
【図３４】１つのパターンに基づき規定された領域を各々有するフォトレジストの複数の露光された層を、これらの層がスタックとしてラミネートされた状態で示す側面概略図である。
【図３５】ａ）〜ｃ）は、図２７によるフォトレジストのスタックを処理する一連のステップを示す図である。
【図３６】非平坦表面に塗布されたフォトレジストの例を示す図である。
【図３７】一方の側で金属化されたフォトレジストを示す図である。
【図３８】フォトレジストが埋め込まれた導電体を含むようにする処理ステップを示す図である。
【図３９】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４０】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４１】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４２】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４３】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４４】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４５】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４６】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４７】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４８】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図４９】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５０】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５１】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５２】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５３】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５４】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５５】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【図５６】本開示に含まれる実施例に従い製造される構造物／製品／生成物の例を示す図である。
【００９０】
特定の実施形態の詳細な説明
図１ａを参照すると、ドライフィルムフォトレジストＰは、フォトレジスト材料３から成る層を有し、この層は、ベースシート５と保護シート７とを有する２つの担体／カバーシートの間に挟まれている。ベースシート５は、以下の説明では基板と見なされる場合もある。
【００９１】
かかるドライフィルムフォトレジストＰの一例は、米国特許出願公開第２００６／０２５７７８５号明細書で述べられているような例であり、この文献をここで参照したことにより、その開示内容全体が本明細書に取り込まれるものとする。かかるドライフィルムフォトレジストの一例は、ブランド名ADEX（登録商標）として（以前はDJ DevCorpとして知られていた）DJ Micro Laminatesにより製造および販売されている。かかるドライフィルムレジストの他の例には、TMMF S 2000シリーズ（Tokyo Ohka Kogyo Co. Ltd.）、DFR XP SU-8 3000（Nippon Kayaku）、DFR DF-1000, DF-2000 およびDF-3000シリーズ（Engineered Materials Systems）、Ordyl SY DFR、またはこれらのまたは他のドライフィルムレジストのいずれかのシリーズが含まれる。他の不乾性フォトレジストを使用してもよい。
【００９２】
液体レジストの例には、Microchem SU-8（業界標準のネガ型厚膜液体レジスト）またはGersteltec GM1000シリーズが含まれ、薄膜（約５μｍ以下）のフォトレジストには、Merck Performance Materials GmbHにより製造されたAZシリーズ、Shin-Etsu SIPRシリーズおよびNagase NR2000シリーズが含まれる。
【００９３】
単層のプリントの場合には、これらのフォトレジストのいずれかの予備コーティングされたカートリッジを使用することができる。
【００９４】
多層構造の場合には、レジストの一連の層をスキージすることができるけれども、このようにした場合には露光前に溶剤を除去する必要がある。
【００９５】
図１ｂを参照すると、フォトレジストＰのベースシート５は、ＵＶ遮断シートおよび／または反射防止担体シートを有することができる。保護シート７は、パターン化されたトップシートを有することができる。
【００９６】
図１ｃおよび図２を参照すると、フォトレジストＰは、リジッドな基板を有するフォトレジストカートリッジ９の一部分を有することができ、この基板にフォトレジストＰのベースシート５がラミネートされている。この実施例における基板は、カートリッジベースプレート１２および直立した周壁１４を有し、周壁１４の内部および下方にフォトレジストＰが収容されている。この実施例の場合、カバーシート７はパターンマスク２０を有する。
【００９７】
図２、図５および図６を参照すると、装置１は、上述のタイプのドライフィルムフォトレジストＰを用いて製品を製造するように構成されており、このドライフィルムフォトレジストＰをカートリッジ９の一部分としてもよいし、一部分としてなくてもよい。装置１は以下を有する。すなわち、
ドライフィルムフォトレジストＰを収容し、内部の動作ポジション１６にフォトレジストＰを配置するように構成された筐体１３、
動作ポジションにあるときにドライフィルムフォトレジスト材料に入射する放射Ｒを送出して、放射に晒されたフォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するように構成された露光システム１５、および
次いでドライフィルムフォトレジストＰを加熱してキュア処理し、フォトレジスト材料３を基板５に架橋させるように構成されたヒータ１７。少なくともドライフィルムフォトレジストＰが存在するときには、フォトレジストの重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が筐体１３から十分に排除される程度まで、筐体１３は放射を排除するように構成され、ＵＶを排除することができ、さらにこの場合、筐体１３は、この筐体１３に汚染が入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である。
【００９８】
この実施例の場合、筐体１３は、フォトレジストカートリッジ９を収容するように構成されたカートリッジ挿入口１９を有する。カートリッジ９を筐体１３に押し込むことができ、またはカートリッジ９を筐体１３内へ自動的に供給する／送り込むように構成された供給装置を、筐体に設けてもよい。カートリッジ９は、これがおおまかに１６で表された動作ポジションに到達するまで、筐体１３内へ挿入される。カートリッジ９の過度な挿入を阻止するために、終端ストッパまたは同様のものを設けてもよい。カートリッジ９が適正なポジションにあることを表すために、フィードバック機構を設けてもよい。たとえばフィードバック機構がノイズ、振動を発生し、または光を送出して、カードリッジ９の適正なポジションを表すようにしてもよい。
【００９９】
この実施例の場合、露光システム１５は、光源２３、および傾斜したディジタルミラー２５とコリメーティングレンズ２７とから成る形態の２つの光操作装置を有する。この場合、光源２３から送出された光が９０゜曲がってからフォトレジストＰに入射する光路２９を辿るように、配置されている。コリメーティングレンズ２７は、筐体１３内部の光の不所望な散乱を最小限に抑えるのに役立つ。
【０１００】
この実施例のヒータ１７はヒータプレートを有し、動作ポジション１６にあるときに、このヒータプレート上にカートリッジ９が載置される。
【０１０１】
装置１はさらに現像ユニット３０を有し、この現像ユニット３０は、現像剤貯蔵タンク３１を有し、この中に所定量の現像液３３が貯蔵される。この実施例の場合、現像ユニット３０は、筐体１３内部に配置されている。別の実施例において、現像ユニット３０を装置１とは分離されたものとしてもよい。現像液３３は、ディスペンサ排出口３５を介してタンク３１から計量分配される。この場合、ディスペンサ排出口３５は、現像液をカートリッジ９に単純に滴下するように構成された排出パイプを有することができ、あるいは現像液３３の噴霧またはミストを発生させるように構成されたノズルを有することができる。別の実施例において、カートリッジ自体など筐体１３のサブユニット内で、または筐体１３に取り外し可能に取り付けられたリムーバブル現像器内で、現像を実施してもよい。ユーザが現像溶剤に触れるのを防ぐために、カートリッジ現像を用いることができる。ヒータ１７によって、またはマイクロ波源など外部の熱源によって加熱可能な温水を、現像に用いることができる。浴、ミストまたは噴霧システムを、現像液再循環を伴って、または伴わずに、使用することができる。
【０１０２】
これに加え図５を参照すると、装置１またはカートリッジ９にパターニングシステム２０が設けられており、これはフォトレジスト材料３の１つまたは複数の領域が光源２３からの光に晒されるよう、フォトレジスト材料３上にパターンを形成するように構成されている。この実施例のパターニングシステム２０は、フォトレジストＰのトップに配置されたフォトマスクを有する。フォトマスク１を通してこのように光に晒されることにより、フォトレジスト材料３における光開始剤が遊離されて、フォトレジスト材料上に所望のパターンが形成され、タンク３１からの現像液３３を用いてフォトレジスト材料３の一部分を除去できるようになる。現像に先立ち、ただし露光後、カートリッジ９がヒータ１７によって加熱されて、フォトレジスト材料がキュア処理され、これによってフォトレジスト材料がカートリッジの基板１１と架橋させられる。適切な冷却期間後、カートリッジの周壁１４内でカートリッジ９に向けて現像液３３がタンク３１から計量分配される。カートリッジのベースと壁１４とによって現像液の浴が形成され、この浴中にフォトレジストＰが置かれている。現像液３３によって、フォトレジスト材料３の所望の部分が除去されるようになる。次いで、ヒータ１７を再びアクティブ状態にすることにより予め定められた期間および温度で、残りのフォトレジスト材料をベーキングすることができる。
【０１０３】
図３を参照すると、さらに別の装置４１は装置１と同様の特徴を有する。同じ特徴に対し同じ参照符号を用いた。この実施例の場合、筐体１３内に取り外し可能に取り付けられたフォトレジスト保管装置４３が設けられている。この実施例では複数のフォトレジストＰが、装置４３内で高さ調節可能なラック４５上に積み重ねられている。ラック４５は、筐体１３内の動作ポジションとアライメントされたポジションまで、一番上のフォトレジストＰを持ち上げ、区画排出口４７を介して一番上のフォトレジストＰを動作ポジションまで供給するように構成されている。この実施例の動作ポジションは、筐体１３内のプラットフォーム４９によって規定され、プラットフォーム４９およびフォトレジストＰを筐体１３内で上下に移動させることができるよう、プラットフォーム４９はアーム５３を介して柱またはレール５１に可動に取り付けられている。露光システム１５は上述のとおりである。この実施例の場合、現像剤貯蔵タンク３１は、プラットフォーム４９のすぐ下にある現像剤浴５５に現像液３３を供給する。フォトレジストＰを現像するために、プラットフォーム４９を浴５５まで下げることができ、その後、現像されたならば、浴５５から持ち上げることができる。プラットフォーム４９の昇降によって、フォトレジストＰもコリメーティングレンズに向かって持ち上げられたり、コリメーティングレンズから離れたりする。この実施例の場合、ヒータ１７はオーブンの形態であり、このオーブンによって筐体１３の内部が、少なくともプラットフォーム４９およびフォトレジストＰの領域において加熱される。したがって装置４１によって、複数のフォトレジストＰのバッチ処理がもたらされ、その際にバッチ処理を完全にまたは部分的に自動化することができる。
【０１０４】
図４を参照すると、さらに別の装置６１は装置４１と同様の特徴を有する。同じ特徴に対し同じ参照符号を用いた。この実施例の場合、やはり筐体１３内にフォトレジスト保管装置４３が設けられている。複数のフォトレジストＰが、装置４３内でラック６５上に積み重ねられている。ラック６５は、フォトレジストＰ各々を横向きに第２のラック６７内へと移送するように構成されている。第２のラック６７は、可動閉鎖部材７１と共に現像剤浴６９内に収容されていて、この可動閉鎖部材７１は、２つのラック６５、６７間に配置され、開放ポジションへ移動可能であり、これによってラック６５上のフォトレジストＰを第２のラック６７へ移送することができ、次いで浴６９の密閉された側壁を形成するために閉鎖することができる。この実施例の場合、装置６１は、ラック６５内のフォトレジストＰ各々に対し第１の動作ポジション１６を提供し、第２のラック６７内のフォトレジストＰ各々に対し第２の動作ポジション１８を提供する。ラック６５内の一番上のフォトレジストＰは、露光源２３からの放射に晒される。露光されたならば、可動閉鎖部材７１が開き、露光済みのフォトレジストＰが第２のラック６７内へ移送される。ラック６５内のフォトレジストＰすべてに対しこのプロセスが繰り返され、それらのフォトレジストＰは逐次、露光源２３に晒される。露光されたフォトレジストＰすべてが第２のラック６７に移送されてしまうと、閉鎖部材７１が閉鎖して現像剤浴６９が形成され、この浴６９がタンク３１からの現像液３３で満たされて、第２のラック６７内のフォトレジストＰすべてが同時に現像される。この実施例の場合、ヒータ１７は、第２のラック６７のトップに配置されたヒータプレートを有する。
【０１０５】
図６を参照すると、装置１、４１および６１は、ただ１つのフォトレジストＰを処理できるように構成されている。この実施例の場合、フォトレジストＰにフォトマスク２０が設けられており、これはフォトレジストＰの上部保護シート７を有することができ、または別個のコンポーネントを有することができる。フォトレジスト材料３は、この実施例ではポリマー基板を有するベースシート５上にラミネートまたは配置される。
【０１０６】
ステップａ）の間、フォトレジストＰは最初に、露光源からの放射Ｒに晒される。露光されたならば、ステップｂ）の間、ヒータ１７がアクティブ状態にされて、放射Ｒに晒されたフォトレジストＰの領域Ｃを架橋するように、フォトレジスト材料３がキュア処理される。キュア処理中、フォトマスク２０をそのままの位置に留めておくことができる。
【０１０７】
キュア処理されたならば、フォトマスク２０を除去してもよいし、または除去しなくてもよく、この場合、キュア処理されたフォトレジスト材料３のうち所望のパターンでベース層５に架橋された領域Ｃが得られる。
【０１０８】
ステップｃ）において、上述のように現像剤浴または噴霧システムを用いて、フォトレジストＰが現像される。現像によって、未架橋のフォトレジスト材料が除去され、多層のフォトレジスト材料から形成された３Ｄ構造物である製品が残される。
【０１０９】
図７を参照すると、装置１、４１および６１に関して上述した特徴のいずれかを有することができるさらに別の装置は、積み重ねられているまたは階層化されている複数のフォトレジストＰから、次いで１つの製品を形成できるようにする目的で、複数のフォトレジストＰを同時に処理できるように構成されている。この実施例の場合、装置は、露光システム１５からの放射に同時に晒されるよう、複数のフォトレジストＰを、または複数のフォトマスク２０が設けられたただ１つのフォトレジストＰを、動作ポジションに同時に配置できるように構成されている。この実施例の場合、複数のフォトレジストＰに各々フォトマスク２０が設けられており、このフォトマスク２０はフォトレジストＰの上部保護シート７を有することができ、または別個のコンポーネントを有することができる。各フォトレジストＰのベースシート５は、この実施例ではＵＶ遮断基板８１上にラミネートまたは配置されている。
【０１１０】
ステップａ）の間に露光されたならば、ステップｂ）においてヒータ１７がアクティブ状態にされ、露光源に晒された各フォトレジストＰの領域を架橋するように、複数のフォトレジストＰが同時にキュア処理される。キュア処理中、フォトマスク２０をそのままの位置に留めておくことができる。
【０１１１】
キュア処理されたならば、ステップｃ）においてフォトマスク２０が除去され、ステップｄ）において、上部保護シート７（もしそうでないならばフォトマスク２０）および下部ＵＶ遮断基板８１の除去後に複数のフォトレジストＰを合わせて積み重ねるまたは階層化することによって、これら複数のフォトレジストＰが再結合される。この再結合プロセスを手動としてもよいし、適切なアクチュエータおよびフォトレジストハンドリング機構を用いて、装置１内で自動化してもよい。
【０１１２】
結合されたならば、ステップｅ）において、上述のように現像剤浴または噴霧システムを用いて、積み重ねられたまたは階層化された複数のフォトレジストＰが同時に現像される。フォトレジストＰがカートリッジ内にある間に、現像を行ってもよいし、または行わなくてもよい。現像によって、未架橋のフォトレジスト材料がベース層５から除去されて、３Ｄ構造物である製品が残され、その一例が図７に示されている。この図からわかるように、３Ｄ構造物は均一ではなく、アンダーカットおよび／または内部の閉じた空洞など、比較的複雑なフィーチャを含むことができる。このようにして複数のフォトレジストＰを積み重ねる／階層化することによって、比較的複雑な３Ｄ製品Ａを製造することができる。さらに考えられるのは、積み重ねる／階層化するときに、複数のフォトレジストＰを互いに適正に配向して配置するために、フォトレジストＰが、またはフォトレジストＰが上に取り付けられた基板が、互いにまたは装置上の対応する形状と係合するように構成された鍵型フィーチャまたは位置決めフィーチャを有することができる、ということである。別の選択肢として、またはこれに加えて、装置は、フォトレジストＰの層を適正に配向するために配置されたレール、ラグまたは突出部など、１つまたは複数のアライメント／ガイドフィーチャを有することができる。
【０１１３】
かかる装置は、フォトレジスト材料を現像する前、事前に堆積された層が比較的平坦で比較的滑らかな表面としてコントロールされた状態にあるという原則を用いて、それらの層を使用し、そのような表面上に後続の層が各層間でスランピングが生じることなくラミネートされる。
【０１１４】
これらの実施例の場合、筐体１３は立方体様のボックスを有する。筐体は、任意の自己完結型の、好ましくは携行可能な、放射遮断型の（いくつかの実施例ではＵＶ遮断型の）清浄なコンテナまたはボックスである。いくつかの実施例において、筐体１３は、卓上型ユニットが形成されるように形状が与えられ寸法選定されている。１つの実施例において、かかるボックスの寸法は６０ｃｍ×４０ｃｍ×７５ｃｍであり、重量は約１０ｋｇである。かかるユニットは、プロトタイピングまたは他の比較的低い分解能の製造に有用なものとなり得る。別の実施例において、比較的高い分解能の製品を製造できるようにする目的で、筐体１３をいくらか大きくすることができる。いずれの実施例においても、筐体１３は、慣用のクリーン／イエロールームよりもかなり小さいものであり、それ自体が建物の一室であるのではなく、建物の一室内に収容されるユニットであるように構成されている。よって、筐体１３を比較的小さくかつコンパクトなものとすることができる。筐体１３を自立型として構成することができる。
【０１１５】
この装置の一例は、自己完結型のボックス内にあるプロトタイピングフォトリソグラフィ装置であって、これはベーシックな慣用のフォトリソグラフィ処理に取って代わる代替手段として、それよりも低コストかつそれよりも小さいフットプリントで、それよりも使いやすく、それよりも高速かつそれよりも安全に設計されている。典型的な従来技術の微細加工プロセスは、目的達成までに数時間から数日かかる可能性がある。本開示の実施例によれば、加工プロセスの自動化によって、加工に費やされる時間を大幅に削減することができ、ひとたびセットアップされたならば、装置は半自動または全自動で動作するようになり、さらに単一の装置内に複数のステップを含めることによって、プロセス速度全体が短くなる。
【０１１６】
筐体１３は、この筐体１３自体が通常の室内空気から保護されたＵＶ排除クリーンルームであるため、従来用いられていたイエロー安全光クリーンルームの代わりとなる。筐体が、光開始剤の遊離および基板５へのフォトレジスト材料３の架橋に必要なＵＶ露光源および熱キュア処理源を含むため、筐体１３は、フォトリソグラフィに従来用いられていた複雑かつ高価な装備の代わりにもなる。
【０１１７】
この装置は、基板に塗布されるフォトレジスト材料を有する任意のフォトレジストＰを使用することができる。いくつかの実施例では、ドライフィルムフォトレジストを使用するのが好ましいかもしれないし、さらにいくつかの実施例では、たとえばDJMicroLaminatesによって製造されるタイプの１つまたは複数の厚膜ドライフィルムフォトレジストシート（Thick Dry Film photoresist Sheet, TDFS）を使用するのが好ましいかもしれない。
【０１１８】
この装置は、露光システム１５の適切なエネルギー源からの放射に晒されることに応じて、パターニングを行う。フォトレジストシート１は、好ましくは使い捨て担体シート５、７の間に設けられて取り扱われる。担体シートおよび／またはカートリッジがＵＶを遮断するのであれば、これによってプリンタカートリッジなどと同様の手法で、クリーン／イエロールーム条件を必要とすることなく、フォトレジストＰをたやすく扱うことができるようになる。フォトレジストシート１を、ポジ型またはネガ型で階調化することができ、化学増幅型としてもよいし、または化学増幅型としなくてもよく、像反転型としてもよいし、像反転型としなくてもよい。スピンコーティング可能、浸漬、噴霧、回転可能、スクリーン印刷可能、スロットダイ、またはドクターブレード等で塗布されたフォトレジストなど、フォトレジストの択一的なソースを用いることもできる。
【０１１９】
使用する際、微粒子がフォトレジスト自体に到達するのを阻止し、かつ処理中に表面張力を制御するために、さらに（別個のフォトマスクなどの必要性を回避する）ダイレクトパターニングのための表面として、フォトレジスト担体シートとしても知られるベースシート５と保護シート７とを、そのままの位置に留めておくことができる。
【０１２０】
筐体１３は放射を排除するので、ユーザが放射源に晒されるのも回避される。
【０１２１】
パターニングを、上述のようにフォトマスク２０に由来するものとすることができる。このマスクを高品質ガラスのフォトマスクとすることができるが、分解能を改善するためにコンフォーマルなプリントマスクとして、コントラストが高いけれども透明な任意の媒体を使用することができる。グレースケールのマスクを使用してもよい。択一的なパターニング方法にはマスクレスパターニング法が含まれ、この方法は、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたディジタル光処理（ＤＬＰ）を、あるいはレーザプリンタによって使用されるような、またはたとえばコンパクトディスクまたはディジタルビデオディスクの書き込みのための、レーザベースのプリンティング技術を、使用することができる。フォトレジストを所望のパターンで自動的に露光するように構成された、適切なプロジェクタまたはレーザを設けることができる。プロジェクタまたはレーザは、外部のデータストレージデバイスからの、あるいは装置のコントローラを用いて、またはリモートコンピュータまたはリモートデバイスからワイヤレスで電子的に生成された、適切な電子パターンファイルに従って動作可能である。
【０１２２】
ヒータ１７をたとえば、赤外線ヒータ、ホットプレートまたはヒータベース、またはオーブンとすることができる。ヒータ１７は筐体１３内に収容されているので、ユーザが熱にじかに触れることも阻止され、これによってさらなる危険が排除される。ヒータ１７を、フォトレジスト支持体のプレート間に挟むことができる。
【０１２３】
装置１を、１つまたは複数の手動のまたは自動化されたコントローラを用い、手動で切り替えられる入力、タイマ、電気機械システムによって、または１つまたは複数のマイクロコントローラを用いることによって、制御することができる。装置１を、たとえば適切なＷｉ−Ｆｉトランシーバを介し、装置１内のソフトウェア／ハードウェアを制御することによって、モノのインターネットと統合することもできる。
【０１２４】
ボックス内で、またはカートリッジ自体などボックスのサブユニット内部で、現像を実施することができる。ユーザが現像溶剤に触れるのを防止するように、現像を構成することができる。現像において、ボックスの熱源または外部熱源またはマイクロ波源から加熱可能な温水を使用することができる。浴、ミストまたは噴霧システムを、再循環を伴って、または伴わずに使用することができる。
【０１２５】
アンテナ、回路基板またはマイクロコンポーネントが保護のために完全にコーティングされてフラッド露光される場合に、ウェハ接合またはカプセル化のためにパターニングシステムは不要である。ポジ型で階調化されるレジストのためには、加熱システムは不要である。
【０１２６】
特注のポリカーボネートなど、放射遮断材料から、好ましくはＵＶ遮断材料から、筐体１３を製造することができる。３Ｄプリンティング、レーザ切断またはレーザフライス加工のうちのいずれか１つまたは複数を用いて、筐体１３を製造することができる。フォトレジストＰが動作ポジションにあるときに筐体１３を閉鎖するために、ドアなどの形態の閉鎖部材を筐体に設けることができる。フォトレジストＰが動作ポジションにあるときに閉鎖部材をロックするために、コントローラによって制御される電子的または磁気的なロックの形態のインターロックを、閉鎖部材に設けることができる。
【０１２７】
露光システムにより送出されるＵＶ放射を、以下の光源すなわち蛍光ＡＣまたはＤＣ、ＬＥＤ、レーザのうちのいずれかからのものとすることができる。露光システムは、以下のように構成された安全システムを有することができる。すなわちこの安全システムは、フォトレジストＰが動作ポジションにあり、かつ筐体１３が閉鎖状態にあり、つまり筐体１３がＵＶを遮断している場合にのみ、ＵＶ放射を送出可能であるように構成されている。これらのファクタを表す信号を発生させるように構成された１つまたは複数のセンサを設けることができ、これら１つまたは複数のセンサが、一方または両方の条件を満たしていることを表している場合のみ、コントローラが露光システムをアクティブ状態にする。露光システムは、フォトレジストをＵＶ放射に晒す前にＵＶ源を加熱するように構成された冷間始動システムを含むことができる。適切なシャッタを設けることができる。
【０１２８】
ヒータ１７は、３Ｄプリンティングベッドおよび対応づけられたヒータドライバを有することができる。
【０１２９】
コントローラはマイクロコントローラを有することができる。一例は、Arduinoマイクロコントローラである。コントローラは、以下の特徴すなわちタイマ、温度計、熱電対、ＩＲ非接触型、サーミスタ、光検出器、フィルタを備えたＬＤＲ、のうちのいずれか１つまたは複数を有することができる。コントローラを、筐体１３内部にあるものとしてもよいし、筐体１３に外側で取り付けられたものでもよいし、または有線または無線のコネクションを介して筐体１３のコンポーネントと通信するようにしてもよい。装置の１つまたは複数の特性を表すセンサ信号を発生させるために、１つまたは複数のセンサを設けることができ、これらの信号はコントローラによって処理される。
【０１３０】
装置１の電源は、ＡＣ−ＤＣ電圧変換器、トランスを含むことができ、この電源を筐体１３の内部または外部にあるものとすることができる。コントローラと電源とたとえばヒータ１７など１つまたは複数のコンポーネントとの間に、１つまたは複数のリレーを設けることができる。
【０１３１】
装置１は、製造プロセスにおける消耗品として、既述のドライフィルムフォトレジストを使用することができる。ドライフィルムフォトレジストを、取り外し可能な２つの担体シート間に種々異なる厚さのフォトレジストとして供給することができる。このこと自体が、慣用のリソグラフィの複数のステップに取って代わる。
【０１３２】
ＵＶ源および熱源を、タイマおよび電力スイッチによって手動で制御することができる。より自動化された装置の場合、マイクロコントローラが露光プロフィルおよびキュア処理プロフィルを制御する。各々の事例において、露光時間およびキュア処理時間は、２つの基本入力パラメータすなわち、ドライフィルムレジストシートの厚さ（これにより露光時間およびキュア処理時間が決定される）および（設けられているならば）何らかの基板材料（これによってキュア処理プロフィルが決定される）に依存する。ユーザは、最初にカートリッジを挿入し、（光開始剤を遊離する）ＵＶ露光の適切な長さを、次いで（フォトレジストおよびボンドを基板に架橋させる）加熱プロフィルを選択するためのパラメータを入力することによって、装置を動作させることができる。カートリッジは、いったん筐体内に挿入されたならば、その場で交互に露光次いでキュア処理を行う１つの動作ポジションをとることができる。フォトリソグラフィ処理全体は、適切な位置にある担体（またはパターン）シートおよび（必要であれば）バッキングシートと共に、筐体内で行われる。（ボックスによって指示することのできる）冷却後、ユーザはフォトレジストを除去し、トップ担体（パターン）シート（または自立型構造物に対し現像を加速するために両方のシート）を破棄し、現像準備完了となる。
【０１３３】
装置１を複数の用途のために構成することができ、それらの用途にはたとえば、電気鋳造の金型、グレースケール化された金型を含むマイクロ流体の金型、または自立型プリント構造物の製造が含まれる。
【０１３４】
図８および図９を参照すると、本開示によるさらなる実施形態は、上述のタイプのドライフィルムフォトレジストＰを用いて製品を製造するように構成された装置１０１を有する。
【０１３５】
装置１０１はまずはレジストカートリッジのリールまたはロール１１８を有し、この場合、トップおよびボトムのカバーシートが除去されて巻き取りローラに送られる。むき出しのフォトレジスト３が、ベルトドライブを介して動作ポジションに移送され、そこにおいてフォトレジスト３は像の露光のため、そのままの位置に保持される。フォトレジスト層各々をパターニング可能な適切な放射源を送出するための露光システムの一例として、可動のプロジェクタが用いられる。処理を操作するスペースも与えながら露光を容易にするために、プロジェクタが上下に動かされる。可動のシャッタによって、真下のステージ上に配置された先行の層に対する不所望な入射光が阻止される。各フォトレジスト層が露光されるたびに、そのフォトレジスト層が集成体における先行のフォトレジスト層にラミネートされる。各層が露光された後、切断ツールによって、支持フレームを含むパターン化された領域がレジストシートまたはレジストストリップから分離される。次いでシャッタが露光領域から動かされて戻され、キュア処理および架橋のために集成体がステージ上で加熱される。上述のコンポーネントおよびプロセスのステップは、清浄な放射排除筐体の内部から行われる。
【０１３６】
装置１０１は以下を有する。すなわち、
ａ）ドライフィルムフォトレジストＰを収容し、内部の動作ポジション１０６にフォトレジストＰを配置するように構成された筐体１０３、
ｂ）動作ポジション１０６にあるときにドライフィルムフォトレジスト材料に入射する放射Ｒを送出して、放射に晒されたフォトレジスト材料の１つまたは複数の領域の１つまたは複数の特性において変化を誘導するように構成された露光システム１１５、および
ｃ）次いでドライフィルムフォトレジストＰを加熱してキュア処理し、フォトレジスト材料３を基板５に架橋させるように構成されたヒータ１０７。少なくともドライフィルムフォトレジストＰが存在するときには、重合を阻止するかまたは最小限に抑えるために、少なくとも外部からの放射が筐体１３から十分に排除される程度まで、筐体１３は放射を排除するように構成され、ＵＶを排除することができ、さらにこの場合、筐体１３は、この筐体１３に汚染が入るのを阻止するように構成された清浄な筐体である。
【０１３７】
この実施形態の場合、フォトレジスト３はロール１１８上に設けられており、これについては図３２に概略的に示されている。フォトレジスト３のロール１１８の端部が装置挿入口１１９内へ供給され、これについては図１７にも示されており、この場合、装置挿入口１１９は、中空の挿入口保管筐体１２０を有し、この筐体１２０は放射遮断型であり、ローラ１２１、１２３、１２５の形態の３つの離間された回転部材を有する。この挿入口筐体１２０を、装置１０１に取り外し可能に取り付けることのできるリムーバブルカートリッジとして構成することができる。このカートリッジを放射遮断型とすることができ、これによってカートリッジおよびフォトレジストロールを容易に移送することができる。
【０１３８】
フォトレジストロールは、中央ローラ１２１に配置されている。少なくとも外側ローラ１２３、１２５が駆動されて回転し、さらにこの実施例では中央ローラ１２１も駆動される。この回転中、フォトレジスト３の外側カバーシート５、７が個々の外側ローラ１２３、１３５に巻回される。ローラ１２１、１２３、１２５が回転し続けると、フォトレジスト３は直線方向で挿入口筐体１２０の排出口１２６を通り、装置１０１内へ動作ポジション１０６に向かって駆動される。この挿入口の配置構成によって、ユーザのいかなる介入操作もなく、動作ポジション１０６へのフォトレジストの連続的な、または少なくとも比較的高速な供給が容易になる。
【０１３９】
フォトレジスト３は次に、２つの離間された駆動ローラ１２７の間を通過し、これらの駆動ローラ１２７はフォトレジスト３を挟み、フォトレジスト３を動作ポジション１０６へと送り込む。フォトレジスト３は、動作ポジション１０６を越えて通過し、さらに別の駆動ローラ１２８へと供給され、これらの駆動ローラ１２８もフォトレジスト３を挟んでいる。ローラ１２７、１２８の組み合わせは、フォトレジスト３の適切な張力およびアライメントの維持を支援し、フォトレジスト３が動作ポジション１０６を越えて逸れてしまうのを避けるのに役立つ。
【０１４０】
次いで、動作ポジション１０６にあるフォトレジスト３の一部分が、その対向する縁部のところでクランプ機構１２９よってクランプされる。クランプ機構は可動クランププレート１２９Ｃを含み、これはフォトレジスト３と係合するように下方に移動可能である。クランププレート１２９Ｃは中央開口部１２９Ｄを有し、この開口部１２９Ｄにおいてフォトレジストが露光される。中央開口部１２９Ｄのサイズは、製造される製品のサイズに適応するように選定されている。
【０１４１】
１つまたは複数の駆動ベルト１２２が移動している間、フォトレジスト３を支持することができ、この駆動ベルト１２２は、一方の端部で駆動ローラ１２７によって駆動され、ベルト１２２の対向する端部で駆動ローラ１２８によって支持される。
【０１４２】
放射遮断装置１３１が、フォトレジストのクランプ個所のすぐ下のポジションへと動かされ、またはすでにこのポジションにある場合もある。この実施例の場合、放射遮断装置１３１は可動シャッタとして構成されており、この可動シャッタを、動作ポジション１０６に向かって、および動作ポジション１０６から離れるように、動かすことができる。
【０１４３】
遮断装置１３１が適所にあるとき、フォトレジストのクランプ個所が露光システム１１５のプロジェクタから送出された放射に晒される。プロジェクタは、プログラミング可能な、または装置１０１のコントローラへロード可能な所望のパターンに従って、フォトレジストを放射するように構成されている。
【０１４４】
フォトレジストが露光されてしまうと、遮断装置１３１は動作ポジション１０６から動かされ、ヒータ１０７がフォトレジスト３の下側と接触するように動かされる。この実施例におけるヒータ１０７は、動作ポジション１０６においてフォトレジスト３のクランプ個所の真下であって遮断装置１３１の真下に配置された、可動のヒータプラットフォーム、ヒータステージ、またはヒータベッドの部分を有する。可動ステージを、フォトレジストに向かうよう、およびそこから離れるよう、実質的に垂直に移動するように構成することができ、さらにプロジェクタを同様に移動するように構成することができる。可動ヒータステージおよびプロジェクタをダイレクトに接続することができ、または少なくとも同時に移動するように制御することができる。
【０１４５】
ヒータ１０７がフォトレジスト３と接触したならば、次いでラミネータ１３３が、フォトレジスト３のクランプ個所をヒータ１０７にラミネートする。ラミネータ１３３は、必要に応じて加熱可能なラミネータローラ１３３Ａを有する。既存のフォトレジスト３の１つまたは複数の層が、ヒータ１０７上の適所にすでに配置されているならば、フォトレジスト３の目下の個所が、１つまたは複数の既存の層にラミネートされる。
【０１４６】
ラミネートされたならば、カッタ１３５が、フォトレジスト３のクランプ個所をフォトレジストロールの残りの部分から切断する。１つの実施例においてカッタ１３５は、加熱されたブレード１３５Ａを有することができる。
【０１４７】
ラミネータ１３３とカッタ１３５の双方を、フォトレジスト３を切断およびラミネートするために所望のポジションに移動できるように、装置内に可動に取り付けることができる。ラミネートされ切断されてしまうと、ラミネータ１３３およびカッタ１３５を、フォトレジスト３から離れるように、さらに動作ポジション１０６から離れるように、移動させることができる。次いでヒータステージまたはヒータベッド１０７が、動作ポジション１０６から離れるように下方に移動する。上述のように、この運動によって同時にプロジェクタ１１５を、動作ポジション１０６に向かって下方に、たとえば図２９に示されたポジションから図３０に示されたポジションへ、移動させることができる。これによって、フォトレジスト３のこの個所の予備現像処理が完了する。これに続いて、切断部分においてロール１１８のフォトレジストの次の個所が、動作ポジション１０６へと前進させられ、多層の製品を構築するのに必要とされる連続的な層各々について、上述の処理が繰り返される。
【０１４８】
ここで考えられるのは、カバーシート５、７のうちの一方を放射遮断装置１３１の表面によって置き換えてもよいということであり、このようにすればただ１つのカバーシート５、７だけしか設けられず、したがって挿入口１１９の１つのローラを省略できるようになる。
【０１４９】
上述のプロセスステップが完了して、製品の形成に必要とされるフォトレジストのすべての層が露光されてしまうと、ラミネートされたフォトレジストのスタックがその場で現像されるか、または積層後に現像ユニットへ移動させられる。
【０１５０】
次に図１０〜図１７を参照すると、装置１０１のさらなる詳細が示されている。図１３〜図１６においては、見やすくするためにベルト１２２は示されていない。
【０１５１】
この実施例の場合、露光システム１１５、具体的にはプロジェクタ１１５Ａ、および任意のレンズ装置１１５Ｂが、可動キャリッジ１４１に取り付けられており、または可動キャリッジ１４１を有し、この可動キャリッジ１４１は、垂直方向に延在するトラック１４３に可動に取り付けられている。ヒータベッド１０７も、キャリッジ１４１の一部分を有し、またはキャリッジ１４１に取り付けられている。キャリッジ１４１は、上述のようにプロジェクタ１１５およびヒータベッド１０７を動作ポジション１０６に向かって、およびそこから離れるように移動させるために、トラック１４３に沿って移動するように構成されている。トラック１４３はたとえば、歯付きレールまたは同様のものを有することができ、これはキャリッジ１４１上のモータ駆動型歯車と係合している。キャリッジ１４１とトラック１４３とが合わさって、リニアアクチュエータの形態を有する。
【０１５２】
駆動ベルト１２２を、装置１０１全体にわたり水平方向に延在させることができ、次いで実質的に垂直方向にさらに別のローラ１２８Ａに向かって延在させることができる。このローラ１２８Ａを、装置１０１のベースに、またはベースに隣接して配置された駆動モータ１４７および駆動シャフト１２８Ｂによって駆動することができる。
【０１５３】
図１３〜図１６を参照すると、各クランプ１２９は、クランプ１２９をアクティブ状態または非アクティブ状態にするように構成されたクランプサーボ１２９Ａを有する。ラミネータ１３３は、フォトレジスト３を下方のフォトレジスト層のスタックに向かって押圧するように構成された、ラミネートサーボ１３３Ａおよびラミネートローラ１３３Ｂを有する。
【０１５４】
ラミネータ１３３とカッタ１３５の双方は、リニアアクチュエータに取り付けられており、リニアアクチュエータはこの実施例では、装置１０１全体にわたり水平方向に延在する離間された送りねじ１４９のペアに取り付けられたキャリッジ１３６を有する。送りねじ１４９が回転すると、キャリッジ１３６、ラミネータ１３３およびカッタ１３５が、必要とされるポジションへ、およびそこから出るように移動させられる。この実施例ではこの運動は、ヒータベッド１０７およびクランププレート１２９Ｃの上方で、装置１０１全体にわたり実質的に水平方向で行われる。
【０１５５】
この実施例におけるカッタブレード１３５Ａは、上から見たときに長方形となるように配置された４つのブレード個所として構成されており、これによってクッキーカッタのように中央開口部が規定される。ブレード１３５Ａは垂直ロッド１３５Ｂに取り付けられており、さらにこの垂直ロッド１３５Ｂはキャリッジ１３６に取り付けられていて、これによりカッタブレード１３５Ａを動作ポジション１０６に向かって、およびそこから離れるように、キャリッジ１３６に対し相対的に移動させることができる。この実施例ではラックアンドピニオン１５１として設けられている別のリニアアクチュエータによって、動作ポジション１０６に向かう、およびそこから離れる、キャリッジ１３６に対し相対的なカッタブレード１３５Ａの運動が駆動される。
【０１５６】
上述の実施例すべてにおいて、既述のリニアアクチュエータのいずれかを、代替的なタイプのリニアアクチュエータに置き換えてもよい。かかる代替には、液圧式、空気圧式、歯車式、電磁式、純然たる機械式のいずれか１つまたは複数が含まれる。
【０１５７】
図１６から最もよくわかるように、装置１０１はおおまかには、以下のフォトレジストポジショニングおよびフォトレジストアライメントフィーチャを有する。すなわち、
ａ）フォトレジスト補給品を保管するように構成された挿入および保管装置、
ｂ）挿入口から動作ポジションへとフォトレジストを供給するように構成された供給装置、
ｃ）フォトレジストを装置内の動作ポジションへと移動させるように構成され、複数の駆動回転部材、駆動ベルトおよびガイド／被駆動回転部材を有する、駆動装置、
ｄ）フォトレジストを動作ポジションに配置してアライメントするように構成された、ガイド／アライメント／配置レールまたは部材、
ｅ）フォトレジストを動作ポジションに一時的に固定する保持またはクランプ装置、
ｆ）動作ポジションにあるとき露光すべきフォトレジストの個所が上に載置されるプラットフォームまたはベッド、
ｇ）プラットフォームまたはベッドに、またはプラットフォーム上またはベッド上にすでに存在するフォトレジストのいずれかの層に、フォトレジストをラミネートするように構成された、ラミネート装置、
ｈ）ラミネートされたフォトレジスト個所を放射するように構成され、プロジェクタまたは他の露光源を有する、露光装置、
ｉ）プラットフォームまたはベッドと統合可能であり、ラミネートされたフォトレジスト個所をキュア処理する加熱装置、
ｊ）ラミネートされたフォトレジストをフォトレジスト補給品の残りから分離する切断または分離装置、
ｋ）プラットフォームまたはベッド、ラミネート装置、露光装置、加熱装置、および／または切断または分離装置を、動作ポジションへと、および動作ポジションから出るように移動させるように構成された、１つまたは複数のアクチュエータ装置。
【０１５８】
図１８を参照すると、一例として挙げた加熱プラットフォームまたは加熱ベッド１０７が示されており、これは動作ポジション１０６にあるときにフォトレジストを支持するように構成された平坦なプラットフォーム部分１０７Ａと、ベース部分１０７Ｂと、プラットフォームとベース部分１０７Ａ、Ｂの間に挟まれたヒータ部分１０７Ｃとを有する。
【０１５９】
図１９および図２０には上述の装置１０１の詳細が示されており、この場合、見やすくするためにいくつかの部分が取り外されている。
【０１６０】
図１９および図２８は、装置１０１を一方の端部から見た図であり、これにはリニアアクチュエータ１２９、キャリッジ１３６、およびカッタ１３５が示されている。カッタ１３５は、動作ポジション１０６に向かって、およびそこから離れて、実質的に垂直方向に移動できるように、ラックアンドピニオンアセンブリ１５１のラックに取り付けられている。カッタ１３５にはニクロムリボンが埋め込まれており、カッタ１３５がフォトレジスト材料を横断して切断するために十分に熱くなるように、このリボンを介して電荷を供給することができる。
【０１６１】
図２０、図２５および図２６は、装置１０１を側方から見た図であり、ヒータベッド１０７に隣接するプロジェクタレンズ１１５Ｂを示している。これらの図面の場合、フォトレジストがプロジェクタ１１５からの放射に晒されるのを妨げないように、キャリッジ１３６、ラミネータ１３３およびカッタ１３５は非動作ポジションにある（さらに図２５および図２６ではクランププレート１２９Ｃが持ち上げられた状態で非動作ポジションにある）。ここではクランプ１２９およびクランプアクチュエータ１２９Ａも示されている。各クランプ１２９は、クランププレート１２９Ｃに回転可能に取り付けられたピボット旋回アーム１２９Ｂを有する。クランプアクチュエータ１２９Ａにより各アーム１２９Ｂが回転させられると、クランププレート１２９Ｃが上げ下げさせられて、フォトレジスト上にしっかりとクランプするようになる。フォトレジストストリップがロールから、ベルト１２２によりクランププレート１２９Ｃのすぐ下に供給され、ベルト１２２もクランププレート１２９Ｃのすぐ下に延在している。
【０１６２】
図２１〜図３１は、一例として挙げた装置１０１をさらに別の視点から見た図であり、この場合、図２２は後ろ側から見た図であり、プロジェクタ１１５、キャリッジ１４１およびトラック１４３の後部を示している。
【０１６３】
図２４および図２７は、装置１０１を一方の端部から見た拡大図であり、対を成す平行に横方向で離間された駆動ベルト１２２の経路を示しており、これはクランププレート１２９Ｃのすぐ下を通過し、端部ローラ１２８を巡って、垂直方向に下方に向かってから、装置１０１の真下を通って帰還している。この実施例の場合、ベルト１２２は歯付きベルトであり、ローラ１２８上および下部ローラ１２８Ａ上の歯と係合する。下部ローラ１２８Ａは、モータ１４７によって駆動される駆動シャフト１２８Ｂに取り付けられている。下部ローラ１２８Ａ、１２８および１２７を駆動することによって、フォトレジスト材料３の所望の張力およびアライメントの維持が支援される。
【０１６４】
遮断装置１３１は、ヒータステージ１０７上に存在するフォトレジストの層が露光されるのを阻止する。プロジェクタ１１５が動作ポジションから離れるように移動することによって、フォトレジストの露光およびさらなる処理ステップのためのスペースが与えられる。
【０１６５】
ローラ１２１〜１２８のうちのいずれか１つまたは複数を、駆動されるものとしてもよいし、または受動型としてもよい、ということも考えられる。たとえば中央の供給ロールのローラ１２１を受動型とし、外側のカバーシートのローラ１２３、１２５が駆動されるようにしてもよい。これらのローラを、１つまたは複数のベルトまたは歯車など適切な駆動伝達機構を用い、単独のモータによって駆動することができる。用語「回転部材」には、たとえばローラおよび／またはホイールおよび／または歯車などを含め、任意の回転部材が含まれる。
【０１６６】
フォトレジストおよび動作ポジション１０６に対し相対的に適正なポジションに維持するのを支援し、さらに使用中の振動を最小限に抑えるため、プロジェクタ１１５に付加的なガイドレールまたは他の補助支持構造物を設けてもよい。
【０１６７】
装置１０６は一体型のコントローラを組み込むことができ、または別個のコントローラを介して装置１０６を制御することができる。
【０１６８】
フォトレジストと接触状態に至るようにヒータプレート１０７にバイアスを加えるために、ヒータプレートまたはヒータベッド１０７をばね付きのものとすることができる。
【０１６９】
上述の図面のうちのいくつかには示されていない外側の放射遮断筐体を、アースに接続することができる。
【０１７０】
いくつかの実施例の場合、プロジェクタ１１５は、約１０ｍｍ×２０ｍｍの領域に向けて投影するように構成されている。この領域を、製造すべき製品のサイズに従って変更することができる。
【０１７１】
いくつかの実施例の場合、１つのコンポーネントを隣り合うコンポーネントに取り外し可能に取り付けられるように構成して、主要なコンポーネントをモジュール型とすることができ、このようにすれば相対的なポジションを調節することができ、かつ／または１つのコンポーネントを他のものと置き換えることができるようになる。たとえば、プロジェクタ１１５をキャリッジ１４１に取り外し可能／調節可能に取り付けることができ、これによって異なるプロジェクタまたは他のタイプの露光システムを使用できるようになる。同様に、カッタ／カッタブレード１３５Ａおよびラミネータローラ１３３Ａを、取り外し可能／交換可能に取り付けてもよい。ヒータプレート１０７も同様である。
【０１７２】
送りねじ１４９をクランプレート１２９Ｃのすぐ下に配置してもよい。
【０１７３】
次に図３２以降を参照すると、それらの図面には、様々な異なる実施例によるフォトレジスト処理ステップが概略的に示されている。
【０１７４】
図３３によれば、動作ポジション１０６まで移送されたフォトレジスト３が、放射源１１５からの入射光に選択的に晒されることによってパターン化される。適切な放射に晒されることに反応して、ｘで明示された領域内で触媒が遊離させられる。この図には、多層の製品を形成するために用いられる１つの層３ａの簡単な例が描かれている。
【０１７５】
図３４には、一連の複数の露光された層３ａ〜３ｅが示されており、これら各々はパターンに由来する規定の領域を有する。これらの層３ａ〜３ｅは各々、層３ａのように所望のパターンによって形成され、次いでラミネータ１３３を用いて互いにラミネートされ、これによって上述のようにスタックＳが形成される。
【０１７６】
図３５ａにはラミネートされたスタックＳが示されており、このスタックＳは、粉塵の断片が形成されるのを阻止するために、または最小限に抑えるために、加熱されたカッタ１３５によって切断されている。図３５ｂにおいて、切断されたスタックＳが次いで加熱されてキュア処理される。キュア処理プロセスによって、プレポリマーレジスト（ｘで示されているように露光された個所）が、層全体と層間の双方で架橋されて、単一の一体的な架橋されたユニットまたは製品が形成される。露光されていなかった領域は架橋することができず、パターン化された構造物のための支持材料として機能する。図３５ｃにおいて、未架橋の支持材料が、たとえば溶剤の現像剤によって、または溶融して取り去ることで、取り除かれて、所望のユニットまたは製品Ａが形成される。
【０１７７】
図３６において、湾曲表面を製造する能力を具体的に説明するため、１つまたは複数のフォトレジスト層が非平坦表面に、たとえば真空バッグを用いて塗布された。図３６ａには自立型構造物が示されているのに対し、図３６ｂには、拘束された構造物が示されている。
【０１７８】
図３７には、一方の側に金属化部３Ａが設けられたフォトレジストシート３を使用することについて示されており、この事例では（一般にＳＥＭ像のコーティングのために使用される）金とパラジウムの混合物を用いたスパッタコーティングにより金属化されている。堆積された金属層３Ａは、フォトレジスト３に付着するナノ粒子から形成されている。パターン化されていない支持層に付着したいずれの金属ナノ粒子も現像中に除去されるのに対し、パターン化された構造物に付着した金属ナノ粒子はそのままの位置に留まる。
【０１７９】
図３８を参照すると、１つまたは複数の導電性素子を含むフォトレジストを用いて製品を製造するためのプロセスステップが、概略的に示されている。
【０１８０】
出発材料は、一方の側に薄膜金属コーティング３Ａを備えたドライフィルムフォトレジスト３である。図３８ａに示されているように、この材料の２つの層Ａ、Ｂが個別にパターン化され、次いで図３８ｂに示されているように互いにラミネートされる。その後、これらの層が架橋される。ラミネートされた層Ｌ１、Ｌ２に対し溶剤中で第１の現像ステップが施され、これによって樹脂だけが除去されることになる。金属層は、ボトム層Ｂ上の露光されていない樹脂が現像されてしまうのを阻止する。次いで、層Ａ、Ｂの露光された金属が化学的にエッチングされ、埋め込まれていないすべての金属がエッチングにより取り除かれる。３番目のステップは、新たに露光された樹脂を再び現像することであり、図３８ｃに示されているように、これによって金属導体Ｃが露光されて、所望のユニットまたは製品Ａが製造される。このプロセスを使用して、望ましい任意の個数の導電性素子を包含する階層化された製品を製造することができる。
【０１８１】
例示的な用途
以下に限定されるものではないが、次に挙げる用途のためにこのボックスを使用することができる。すなわち、
・標準的なフォトリソグラフィのためには、カートリッジをケイ素、ガラスまたは石英のウェハなど慣用の基板とすることができる。
・電気鋳造の金型のためには、導電性基板（たとえば銅、またはアルミニウムと銅の合金、または導電性ポリマー）が使用される。
・マイクロ流体の金型のためには、フォトレジストをＰＭＭＡまたはエポキシなど機械加工可能なポリマー上にラミネートすることができ、粘着度を増加させる目的で、新たなパターンへのダイレクトな持続的接合のために、フォトレジストをそのベース層と予備ラミネートされた状態にすることができる。これらのカートリッジは、複製のマイクロ流体デバイスを製造するために通常用いられるポリジメチルシロキサンなどのエラストマーを鋳込むことができるよう、側壁を設けて設計される。
・自立型プリント構造物のためには、フォトレジストは基板にラミネートされない。
【０１８２】
変形実施形態
分解能を高めるために、上部保護シート７であるプレーンな担体シートを、パターン化されたトップシートによって置き換えることができる。パターン化されたシートがラミネートされて、フォトレジストとじかに接触させられる。このようにすれば、分解能を制限する空隙からの何らかの回折、およびカバーシートを介した伝達の損失が回避される。
【０１８３】
自立型構造物のために、下部ベースシート５をＵＶ遮断バッキングシートによって置き換えることができ、またはＵＶ遮断バッキングシートを下部ベースシート５にラミネートすることができる。
【０１８４】
この装置をさらに以下のように変形してもよい。すなわち、
・小さい正圧を発生させる内部ファンおよび交換可能なＨＥＰＡフィルタを使用することによって、セルフクリーニングが行われるようにする。この場合、フィルタ交換のタイミングを検出するために、使用されたサイクル数を測定するカウンタ、または圧力センサが設けられる。噴霧落下する溶剤の洗浄システムも含めることができる。
・シリカゲルなどの乾燥剤または乾燥フィルタを用いることにより、湿度を制御する。この場合、組み込み型熱源と、湿潤空気を除去するための正圧とが用いられる。
・アライメントシステムを介して多層構造物を製造する。この場合、複数の層が同時に露光され、潜像が可視化されるまで、最小限の時間だけ熱キュア処理され、この時点で、参照マーカを必要とすることなく、パターン自体をアライメントツールとして用いることができる。次いでこれらの層を、担体（パターン）シートの除去後にラミネートすることにより再結合することができ、その後、熱キュア処理が完了されて、各層を互いに完全に接合することができる。これらの層は、接合支援のためにプラズマを使用可能である。
・センシング／トランスデューシング構造物を形成するために、導電性または圧電性のインクまたはシートなどの材料を取り入れる。
・設計プログラミング、またはモノのインターネットからの採用。
・構造物を複製するために２Ｄまたは３Ｄでスキャンする能力をもたせる。
【０１８５】
以下の実施例は、特定の固有の特徴および／または実施形態を説明するために用意されたものである。これらの実施例を、ここで述べる固有の特徴または実施形態に本開示を限定するものと捉えてはならない。
【０１８６】
以下の実施例は、パターン、放射源および熱キュア処理を用い、ドライフィルムレジストにおいて製造される構造物について述べたものである。ＵＶ放射源によってレジスト中の触媒が遊離され、次いでこれは加熱に反応して互いに架橋する。複数の層が用いられている場合には、それらの層はラミネートによって結合される。架橋は複数の層にわたって広がり、単一の一体化されたユニットが形成される。
【０１８７】
装置例１
この実施例では、１００μｍ厚のSUEXにおいて、単層の平坦な構造物を製造するために設計された、露光能力とキュア処理能力の双方を有する手動で作動される装置について説明する。露光時間および加熱時間を調節すれば、他のドライフィルムフォトレジストを使用することができる。この装置は、露光段階のために１２０秒のタイマがセットされた波長３６５ｎｍの直流ＵＶ蛍光管と、トグルスイッチで切り替え可能な加熱素子を備えたヒータとを有する。タイマは内部抵抗によってセットされ、抵抗を入れ替えることで、または可変抵抗を用いることで、調節可能である。この装置は以下のステップを用いて動作する。すなわち、
１．ドライフィルムフォトレジストが加熱プレートトップの動作ポジションに配置された状態で、メインスイッチがタイマポジションにセットされる。
２．周囲の紫外線放射に不所望に晒されるのを制限または阻止するため、装置が開き戸により閉鎖される。
３．タイマボタンが押され、これにより赤が発光し、ドライフィルムフォトレジストが露光ＵＶ光源からのＵＶ放射に１２０秒間、晒される。
４．次いでヒータスイッチがオンにされ、このことは内部の赤いライトによって表される。フォトレジストの露光領域を架橋するため、これは１０分間にわたりオン状態のままにされる。
５．これに続きヒータスイッチがオフにされ、冷却のために数分間、装置が放置される。
６．その後、ドライフィルムフォトレジストにおいて製造された製品を、自由に取り外して現像することができる。
【０１８８】
装置例２
第２の例として挙げた装置は、目的に合わせて機械加工されたフォトレジストカートリッジまたはフォトレジストロールを用い、汎用の３Ｄプロトタイピングを行うために構成されている。
【０１８９】
プリントされる物体は、各層において露光される領域によって規定され、繰り返し複数の層にわたって逐次に作成されて、３Ｄ物体が形成される。層厚は使用されるレジストによって決まり、目下入手可能なレジストシートは５μｍ〜５００μｍの厚さである。Ｚ軸における分解能は、この層厚によって規定される。Ｘ軸およびＹ軸における分解能は、パターンのピクセルサイズによって規定される。したがってプリントボクセルは、パターンのピクセルサイズ×レジストシートの厚さとして規定される。
【０１９０】
この実施例において使用されるプロジェクタ（Texas Instruments社のプロジェクタDLPDLCR4710EVM-G2 DLP、これは３９５ｎｍのＬＥＤと、Edmund optics社の本体レンズInfiniGageを備えている）の場合、ピクセルサイズは４μｍである。さらに高い分解能のプロジェクタが入手可能になるにつれ、この分解能は向上していく。縮小光学系によって、分解能をさらに向上させることができる。
【０１９１】
恒久的なフォトレジストは、設計に従って溶剤、酸および塩基に対し耐性があり、典型的には−６０℃〜２００℃の広い動作温度範囲を有し、十分にフレキシブルであって約３ＧＰａのヤング率を有し、これによってセンサのベースを成す活動的なまたは可動の構造物が可能となる。
【０１９２】
例として挙げたこの装置は、露光とキュア処理の双方の能力を有し、これはArduinoマイクロコントローラユニットによって実行され、このマイクロコントローラユニットは、カートリッジレシピの入力に応答して、露光プロフィルおよび加熱プロフィルの時間と順序を設定する。このプロトタイピング装置は以下のステップを用いて動作する。すなわち、
１．主電源ボタンを介して装置がオンにされる。このボタンおよび他の何らかのボタンを、コントローラとは別個のものとしてもよいし、またはコントローラのグラフィックユーザインタフェースに表示してもよい。
２．フォトレジストのカートリッジまたはロールが、前方の入口スロットを通して装置内に装填される。
３．フォトレジストの厚さが、プログラミング可能なＬＣＤインタフェースを介して入力される。コントローラはこのただ１つのユーザ入力を用いて、露光時間を決定し設定する。
４．スタートボタンが押されて、処理ステップが開始される。
６．フォトレジスト担体シートが除去されて２つの巻き取りローラに送られる。
７．むき出しのドライフォトレジストが動作ポジションへと動かされ、露光シーケンスが開始される。
８．フォトレジストの各層が、３９５ｎｍのＬＥＤおよび変形されたレンズ系を備えた変形されたTexas Instruments社のプロジェクタDLPDLCR4710EVM-G2 DLPを用いて、フォトレジストフィルムに向けた投影法により、必要とされる時間にわたり露光される。
６．露光に続き、フォトレジストの各層がスタックにラミネートされ、パターンスライスごとに１つの層が構築される。
７．各層が露光されてラミネートされた後、露光された集成体スタックが加熱されたリボワイヤによってスライスされ、露光された領域と露光されていない領域とから成るプリントボリュームが画定される。
８．加熱プログラムが開始され、これは通常、３Ｄプリンタヘッドベッド上で１０分となっている。この期間中、加熱インジケータライトが赤色に点灯し、集成体が冷却されて取り出し準備完了となると、緑色に変わる。
７．キュア処理後、製品が装置内の動作ポジションから取り去られて、現像準備完了となる。
８．プリントされた製品は、未架橋の支持材料を酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥＡ）などの溶剤において溶解して、その支持体材料を取り除くことにより現像される。架橋された材料は不溶性である。
【０１９３】
以下は、本開示の態様に従い製造される構造物／製品／生成物の例である。
【０１９４】
実施例１  微細構造物
これらの実施例は、２つ以上の層から成り半ばアライメントされた多層のテクスチャ表面を具体的に説明するものであり、このテクスチャ表面は１つの基板を含むことができ、この基板を、フォトレジストから成る１つまたは複数の層としてもよいし、またはポリマーまたは紙など他の材料としてもよく、あるいはテクスチャ表面を基板なし（自立型）としてもよい。
【０１９５】
これらの実施例をすべて、装置例１において説明したような単層デバイス上に製造することができる。
【０１９６】
１ａ）マイクロテクスチャ表面
図３９を参照してこの実施例が説明するのは、「サメ肌」タイプの幾何学的に繰り返されるパターンのプリントであり、このパターンをたとえば、潤滑、防汚表面のために、または触媒用の高表面積構造物のために使用することができる。
【０１９７】
この実施例は、CleWin5において設計されたカスタムスクリプトに基づきパターン化され、５０μｍ厚のネガ型ドライレジストEMS DF 3550においてプリントされたものであり、その際に基板として完全に露光されたボトム層を、微細パターン化されたトップ層と共に用いた。
【０１９８】
３３８６ｄｐｉ（７μｍ）の分解能のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）と、さらに放射源として５ｍＷ／ｃｍ２で３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプとを用いて、このパターンが露光される。
【０１９９】
露光後、フォトレジスト層が室温で互いにラミネートされ、次いで構造物を架橋させるために１００℃で１０分間、キュア処理される。
【０２００】
キュア処理に続き、構造物がＰＧＭＥＡにおいて現像されて、未架橋の材料が取り除かれた。
【０２０１】
１ｂ）マイクロフィルタ
図４０を参照してこの実施例が説明するのは、アライメントされておらずそれぞれ異なる方向に配向された１００μｍサイズの格子から成る複数の層により形成されたフィルタである。このフィルタをたとえば、胞子または微化石などの粒子を土壌から分離するために用いることができる。
【０２０２】
この実施例は、CleWin5において設計されたカスタムスクリプトに基づきパターン化され、５０μｍ厚のネガ型ドライレジストEMS DF 3550においてプリントされたものであり、その際に基板として完全に露光されたボトム層を、微細パターン化されたトップ層と共に用いた。
【０２０３】
３３８６ｄｐｉ（７μｍ）の分解能のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）と、さらに放射源として５ｍＷ／ｃｍ２で３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプとを用いて、このパターンが露光される。
【０２０４】
露光後、フォトレジスト層が室温で互いにラミネートされ、次いで構造物を架橋させるために１００℃で１０分間、キュア処理される。
【０２０５】
キュア処理に続き、構造物がＰＧＭＥＡにおいて現像されて、未架橋の材料が取り除かれた。
【０２０６】
１ｃ）マイクロウェルプレート
図４１および図４２を参照すると、これは１つの基板を含む２つの層から形成されたマイクロウェルアレイである。マイクロウェルプレートは、分析的研究および臨床診断検査室における標準ツールであり、これは小型試験管として用いられる複数の「ウェル」を備えた１つの平坦なプレートから形成され、これにより多数の反応を少量のサンプルから並行して実施させることができる。
【０２０７】
このマイクロウェルは、５００μｍ厚のネガ型ドライレジストフィルムSUEX D500において製造された。その際にCleWin5において設計されたカスタムスクリプトに基づく３３８６ｄｐｉ（７μｍ）の分解能のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）を、５ｍＷ／ｃｍ２のコリメートされた水銀アークランプ源と共に２分の露光時間で用いた。Electronic Microsystems社のホットプレートを用いて１００℃で１０分間、構造物がキュア処理されてから、未架橋の材料がＰＧＭＥＡにおける溶解により取り除かれた。
【０２０８】
２つのウェルプレートがプリントされ、一方は１０００μｍ（１ｍｍ）の直径を有し、他方は５００μｍ（０．５ｍｍ）の直径を有する。
【０２０９】
図４３を参照すると、ポリジメチルシロキサンによるソフトリソグラフィの使用などにより複製を鋳造するためのマイクロピラーレリーフの金型として、マイクロウェル構造物の反転体もプリントされた。
【０２１０】
１ｄ）紙をベースとする微細構造物
紙をベースとするマイクロ流体は、低コストであり紙の良好な湿潤性ゆえに、診断試験のために好適であると支持されている。
【０２１１】
図４４を参照すると、この実施例の場合、１００μｍ厚のSUEX D100によるカバーシートを除去し、６７℃および最低速度設定にセットされたパウチラミネータSky 335R6を使用して、Whatmanの定量濾紙（グレード４２）のシートにラミネートすることによって、試験構造物が製造された。CleWin5において作成されたカスタム設計パターンによるガラスクロムフォトマスク、および３６５ｎｍのＵＶ蛍光管を２分の露光時間で使用して、この集成体がベース層としての紙と共に露光され、次いで標準３Ｄプリンタのホットプレートにおいて１００℃で１０分間、キュア処理された。その後、未架橋の材料がＰＧＭＥＡにおいて洗い流されて、紙の基板に拘束されたSUEX構造物が残された。
【０２１２】
実施例２  グレースケールチャネル
グレースケールのマイクロ流体チャネルには、これによって曲線的な壁を形成できるという利用法があり、このようにすることで９０゜の角度の慣用の長方形断面チャネルで見られるようなマイクロ流体の層流の減少が回避される。
【０２１３】
図４５を参照すると、この実施例は、１つの基板および複数のテーパ状側壁を含む２つの層によって形成されている。２７℃にセットされたパウチラミネータ335R6を最低速度設定で用い、ポリメタクリル酸メチル（パースペクス）基板上にラミネートされた５０μｍ厚のレジストDF-3550にチャネルが形成された。Texas Instruments社のプロジェクタDLPDLCR4710EVM-G2 DLP（３９５ｎｍのＬＥＤおよびEdmund optics社の本体レンズInfiniGageを備えている）、およびカスタムグレスケールビットマップを用いて、３分間にわたり像が投影された。
【０２１４】
露光後、Electronic Microsystems社のホットプレートにおいて１００℃で１０分間、チャネルがキュア処理され、次いで冷却されて、ＰＧＭＥＡにおいて６分間、現像された。
【０２１５】
実施例３  高分解能プリント
図４６を参照してこの実施例が具体的に説明するのは、高分解能の１０μｍの辺をもつプリントされたブリッジの集合体である。
【０２１６】
これらのブリッジは、１０μｍ厚のネガ型ドライレジストフィルムEMS DF 3510において製造された。３つの層すなわち１つのベース層および２つのパターン層が用いられた。放射源として５ｍＷ／ｃｍ２のコリメートされた水銀アークランプを用い、１分の露光時間で、ベース層が完全に露光された（パターンなし）。両方のパターン層のために、予備パターン化されたカスタムクロムマスクフォトプレート、および５ｍＷ／ｃｍ２のコリメートされた水銀アークランプが、３０秒の露光で用いられた。各層の露光後、５０℃にセットされ最低速度設定を用いたパウチラミネータSky 335R6によって、各層が先行の層にラミネートされた。Electronic Microsystems社のホットプレートを用いて１００℃で１０分間、構造物がキュア処理されてから、未架橋の材料が、ＰＧＭＥＡにおける６分間の溶解により取り除かれた。
【０２１７】
実施例４  微細加工されたコンポーネント
これらの実施例が具体的に説明するのは、微細加工されたコンポーネントの集合体における一連の平坦な自立型構造物である。
【０２１８】
４ａ）メッシュ
図４７を参照すると、３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）上にプリントされた、CleWin5において設計されたカスタムメイドのパターンを用いて、直径１００μｍのワイヤから成る直交した正方形の辺をもつメッシュが、２０μｍ厚のDF 2020において製造された。５ｍＷ／ｃｍ２のコリメートされた水銀アークランプを用いて、このメッシュが１分間露光され、その後、Electronic Microsystems社のホットプレートにおいて１００℃で１０分間、加熱されてから、ＰＧＭＥＡにおいて現像された。
【０２１９】
４ｂ）微細構成部品
図４８に示されているように、数ある例の中からたとえばサークリップ、マイクロ歯車、レバースプリング、ニードルポインタ、および論理ゲートが、１００μｍ厚のSUEX D100において、カスタムメイドの３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）を用い、カスタムのCleWin5パターンに基づきプリントされた。３６５ｎｍのＵＶ蛍光管を用いて２分間、これらが露光され、その後、標準３Ｄプリンタのホットプレートにおいて１００℃で１０分間、キュア処理されてから、ＰＧＭＥＡにおいて現像された。この場合、単層の１００μｍ厚の構造物が製造され、その際に７μｍのマスク分解能に至るまでのフィーチャサイズが観察された。
【０２２０】
４ｃ）ステンシル
図４９を参照すると、１５０μｍ厚のネガ型フォトレジストSUEX D150において、マイクロ波アンテナのステンシルが製造された。使用されたパターンはカスタムメイドのクロムフォトマスクであり、放射源はコリメートされた水銀アークランプであり、５ｍＷ／ｃｍ２の強度で３０秒の露光が行われた。露光に続き、Electronic Microsystems社のホットプレート上で１０分間、９５℃でステンシルがキュア処理され、その後、ＰＧＭＥＡにおいて現像された。このステンシルから、アクリル基板上に銀の塗料でステンシルをスクリーン印刷することによって、パターン化されたアンテナが形成された。
【０２２１】
４ｄ）シャドウマスク
図５０を参照すると、イオンビーム注入のために用いられるようなシャドウマスクが、５０μｍ厚のドライフィルムレジストEMS DF 3550において製造された。カスタムメイドの３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）を用い、５ｍＷ／ｃｍ２のコリメートされた水銀アークランプによって３０秒間、このレジストがパターン化された。露光後、Electronic Microsystems社のホットプレートを用いて１０分間、シャドウマスクがキュア処理され、次いでＰＧＭＥＡにおいて現像された。
【０２２２】
４ｅ）テクスチャ加工されたプリント表面
ドライフィルムフォトレジストをエンボス加工してもよいしフォトパターン化してもよい。図５１を参照すると、この実施例の場合には、１５０μｍのSUEXのシートが、両方の担体シートから取り外され、次いで１つの集成体となるように再び結合された。この集成体は、ボトムにテクスチャ表面、この事例ではグリットサンドペーパーP400を有し、トップに、パターンを下向きにしてフォトレジストにラミネートされた、カスタムメイドの３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）を有する。
【０２２３】
この集成体が、６７℃および最低速度設定にセットされたパウチラミネータSky 335R6においてラミネートされ、その後、コリメートされた水銀アークランプを用い、５ｍＷ／ｃｍ２の強度で１分間の露光により露光された。露光に続き、この集成体がElectronic Microsystems社のホットプレートにおいて１０分間、９５℃で加熱された。冷却後、キュア処理されたフォトレジストからサンドペーパーおよびプリントマスクが剥離され、未架橋の材料がＰＧＭＥＡにおいて洗い流された。最終製品は、フォトリソグラフィによりパターン化された構造物とエンボス加工されたテクスチャの双方を保持している。
【０２２４】
実施例５  導電性プリント
５ａ）パターン化された導電層
導電性材料をラピッドプロトタイピングにおいて使用することにより、電子システムとのインタフェース接続およびマイクロセンサのダイレクトなプリントが可能になる。
【０２２５】
図５２を参照すると、この実施例の場合、パターニングに先立ち、Quorum Technologies社の卓上型ＳＥＭスパッタコーターSC7640を用い、８０：２０の金とパラジウムの混合物２０ｎｍで、５０μｍ厚のネガ型ドライフィルムレジストEMS DF-3550が金属化された。
【０２２６】
分解能３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のカスタムプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）が、５ｍＷ／ｃｍ２で３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプにより１分間、露光された。金属がレジストのボトムにあり、ＵＶ光に対し非透過性であるため、レジストだけがパターン化される。露光後、Electronic Microsystems社のホットプレートにおいて１０分間、１００℃で加熱することにより、この構造物が架橋された。この架橋段階中、堆積した金属ナノ粒子が溶融されて、重合レジストになる。ＰＧＭＥＡにおける現像中、未架橋のレジストが洗い流され、架橋されたポリマーになるように溶融されなかったすべての金属ナノ粒子がそれと共に取り去られる。超音波浴内の（最大５秒までの）短時間の音波破砕が、残留金属ナノ粒子の除去に役立った。
【０２２７】
例として挙げられる構造物には、近距離通信用アンテナ、金属化されたレバースプリング、定規およびマイクロ歯車が含まれる。
【０２２８】
５ｂ）フレキシブルキャパシタ
図５３を参照すると、金属化されたEMS DF-3550の２つのシートにより、フレキシブルキャパシタが形成された。各シートは５０μｍ厚であり、パターニングに先立ち、Quorum Technologies社の卓上型ＳＥＭスパッタコーターSC7640を用い、８０：２０の金とパラジウムの混合物で金属化された。最初に２枚のシートを５ｍＷ／ｃｍ２で３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプに１分間晒し、次いでそれら２枚のシートを２７℃および最低速度設定にセットされたパウチラミネータSky 335R6によってラミネートすることによって、このキャパシタが形成された。下の図に示されているようにこの集成体は、金属面を下に向けた層２と、金属面を上に向けた層１とを有し、２つのレジスト面が互いに向き合い、かつ２つの金属面が外側を向くように、これらの層が互いにラミネートされる。ラミネートに続き、Electronic Microsystems社のホットプレートにおいて１００℃で１０分間、集成体がキュア処理された。
【０２２９】
２００Ｈｚで３回測定した平均から出された容量は５０ｐＦであった。
【０２３０】
実施例６  カプセル化構造物
周囲環境からの保護を提供するため、電子機器などのデバイスをカプセル化するニーズがある。フォトレジストは、それらの化学的耐性が高くかつ熱に対する動作温度範囲が広いことから、この目的には理想的である。
【０２３１】
図５４を参照すると、この実施例の場合、５ｍＷ／ｃｍ２で３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプにより１５秒間、トップおよびボトムのカバーを最初にフラッド露光（パターンなし）することによって、１０μｍ厚のADEX A10においてＲＦＩＤタグがカプセル化された。その後、タグが２枚のADEXシートの間に挟まれ、２７℃および最低速度設定にセットされたパウチラミネータSky 335R6によってラミネートされた。ラミネートされた集成体が、Electronic Microsystems社のホットプレートにおいて１００℃で１０分間、キュア処理され、次いで冷却された。
【０２３２】
実施例７  湾曲表面
従来、微細加工された構造物は平坦である。図５５を参照すると、この実施例の場合、放物線状シートと円筒とを含む単層のパターン化された湾曲構造物が、５０μｍ厚のネガ型ドライフィルムフォトレジストADEX A50において製造された。
【０２３３】
両方のカバーシートが取り除かれ、フォトマスクを用い、放射源として５ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する３６５ｎｍのコリメートされた水銀アークランプにより１分の露光時間で、むき出しのフォトレジストシートが露光された。露光に続き、一方のフォトレジストシートが使い捨ての２０ｍｌテルモシリンジの上に覆われ、他方のフォトレジストシートが、使い捨ての１０ｍｌテルモシリンジの周囲に巻き付けられ、感圧ウェハダイシングテープで固定された。次いでこれら両方の構造物が、Contherm Scientific社の５０℃のラボオーブンに入れられ、その後、１００℃まで１５分間にわたり徐々に高められ、この温度でさらに５分間保持されてから冷却され、キュア処理されたフォトレジストがシリンジから取り外された。その後、未架橋の材料が、ＰＧＭＥＡにおける６分間の溶解により除去された。処理の終わりに、これらの構造物はシリンジテンプレートの湾曲を保持していた。
【０２３４】
実施例８  レンズアレイ
図５６を参照すると、この実施例の場合、カスタムメイドの３３８６ｄｐｉ（７μｍ）のプリントマスク（イメージセッタHeidelberg Herkules Proにおいて３３８６ｄｐｉで出力されたポリエステルフィルムAgfa HNS）を用いることにより、２５０μｍ厚のSUEX D250においてレンズアレイが形成された。カバーシートを含むこのレジストが、３６５ｎｍのＵＶ蛍光管を用いて４分半にわたり露光され、次いでトップカバーシートが除去され、未架橋のSUEXがリフロー溶融するまで約２分間、パターン化されたレジストがElectronic Microsystems社のホットプレートにおいて１００℃でキュア処理された。未架橋のSUEXが完全に溶融されてしまうと、これが表面張力によって半球状構造物中に引き込まれ、その後、第２の露光（パターンなしで）によってそれらが架橋され、この時点で１０分間、いまやもっと厚くなった構造物がキュア処理された。２回にわたり露光された集成体が、その後、ホットプレートにおいて１５分間加熱され、キュア処理を終了させた。
【０２３５】
レンズアレイが、未架橋の材料（レンズ）を溶解させる可能性のある溶剤と接触することにならなければ、第２の露光は不要であり、これを省略するのが有利である。それというのも、そのようにすればレンズはいっそう良好な光学的透過性を有するからである。熱キュア処理後に冷却すれば、構造物を十分に硬化させることができる。
【０２３６】
文脈によって明示的に他のことが要求されていない限り、本明細書全体を通して、「有する」、「有している」等の言葉は、排他的または網羅的な意味とは対立するものとして、包括的な意味で解釈されるべきであり、つまり「含んでいるがそれに限定されない」という意味で解釈されるべきである。
【０２３７】
これまで本開示を、実施例を挙げながら、それらの可能な実施形態を参照して説明してきたが、本開示の範囲を逸脱することなく、それらに対し変更または改善を加えることができることを理解されたい。本開示は概して、本願明細書で言及または指摘した部品、要素および特徴に個々にその本質があり、あるいは集合的には、それらの部品、要素または特徴のうち２つ以上の任意のまたはすべての組み合わせにその本質がある、とも言えよう。さらに、公知の等価物を有する本開示の特定のコンポーネントまたは完全体に言及した場合に、かかる等価物は個別に説明したかのように本明細書に取り込まれる。
【０２３８】
本明細書全体を通した従来技術のいかなる言及も、かかる従来技術が広く知られており、または当該分野における共通の一般的知識の一部分を成すことの容認であると決して見なされるべきではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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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７ａ）】
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【図７ｂ）】
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【図７ｃ）】
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【図７ｄ）】
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【図７ｅ）】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【国際調査報告】
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