精细结构的加工方法和精细结构的加工装置

摘要

一种精细结构的加工方法，其中对向压盘(211)从退回位置移动到成型位置，并且膜(1)被按压在管芯(5)上并被加工。接下来，第二块(211b)从第一块(211a)分离。因此，对向压盘(211)的总热容量通过在冷却时减少对向压盘的体积而被降低，并且对向压盘(211)的冷却速率能通过物理地释放储存在对向压盘(211)中的热量而提高。因此，提高了对向压盘(211)的冷却效率且缩短了其热循环。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在电子领域和生物领域集成的各种器件的图案形成所采用的精细结构的加工方法，以及该精细结构的加工装置。

背景技术

半导体集成电路，各种记录介质和生物芯片等持续处于微细化和集成化的过程中，并且制造其所采用的掩模图案等也不断地微细化和集成化。在电子图案曝光手段已经部分代替了光学手段后，这个趋势已经被进一步加强，并且精细结构的加工方法的重要性不断地增加。紧跟着前述微细化和集成化中的增长，加工前述精细结构所需的步骤数目、时间和材料也在增加，导致成本的明显提高。

为了加工前述精细结构，通过以预定的成型压力将形成有精细图案的压模(模具)压印在高温状态的树脂(成型材料)上和其后在树脂冷却之后将该精细结构脱模的步骤是不可避免的。缩短加热和冷却前述树脂的循环对降低加工前述精细结构的成本是极其有效的。因此，为了缩短加热和冷却循环，提出了通过将保持压模的加压面的保持部分的截面面积减小到前述压模的加压面的截面面积之下而获得绝热结构的印刷设备(日本特开公报No.2004-288784(专利文献1))。根据前述印刷设备，保持部分的热容量与以前的印刷机的相比减少了，因此缩短了加热和冷却循环。

专利文献1：日本特开第2004-288784号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在前述印刷设备中，加压面的保持部分与加压面一起被加热和冷却。成型压力(加压)在热压纹和纳米压印中如此之高，使得前述保持部分必须有高于预定水平的硬度，从而使面内成型压力均匀，因而需要有至少预定值的热容量的预定的质量和体积。因此，具有比成型材料更大的热容量的前述保持部分的热循环所需的时间在前述热循环中是主导的，且前述循环的缩短，即生产能力的改善被限制。

本发明的一个目的是提供一种能够缩短加热和冷却的前述热循环的精细结构的加工方法，及其采用的精细结构的加工装置。

解决所述问题的手段

根据本发明的精细结构的加工方法至少包括两个与将成型材料加工成精细结构的模具相对的对向压盘，并在加工单一精细结构时使用至少两个对向压盘。

根据该方法，通过缩短加热和冷却的循环，可以改善生产能力。

根据本发明的精细结构的加工装置包括将成型材料加工为精细结构的模具，至少两个与模具相对的对向压盘，和当加工单一精细结构时使用至少两个对向压盘的驱动单元。

根据另一方面，基于本发明的加工装置是一种精细结构的加工装置，通过在模具和对向压盘的前表面之间夹持成型材料并对该成型材料加压/成型来加工精细结构，并且前述对向压盘具有：第一块，包括加热单元，位于前表面上；和第二块，位于后表面上，以改变相对的压盘的热容量。第一块和第二块设置为能在第一块和第二决相互接触的位置和第一块和第二块彼此分离的其它位置之间相对移动。

根据另一方面，基于本发明的加工装置是一种精细结构的加工装置，通过在模具和相对的压盘的前表面之间夹持成型材料并对该成型材料加压/加热来加工精细结构，对前述成型材料进行加压/加热/成型而且使加热时的前述对向压盘的体积和冷却时的前述对向压盘的体积彼此不同。

依然根据另一方面，基于本发明的精细结构的加工装置是一种精细结构的加工方法，通过在模具和对向压盘之间夹持成型材料并对该成型材料加压/加热/成型来加工精细结构，将前述成型材料的加热时分离前述部分的对向压盘之后，当冷却前述成型材料时使外部构件与对向压盘接触。

此外，基于本发明的精细结构的加工方法或加工装置包括当细微地加工成型材料时加热和冷却模具的情形和加热和冷却模具与成型材料的情形。

本发明的效果

根据前述方法或前述设备，精细结构能以优良的生产能力和优良的产量被加工。此外，精细结构的质量可以得到改善。前述驱动单元可为任何形式，只要当单一精细结构被加工时其为使得至少两个对向压盘的使用的驱动单元，且可以为能够移动压盘的单元，或移动模具或移动压盘和模具的单元。

当成型材料冷却时，通过减少对向压盘的体积来减少对向压盘的总热容量以物理地释放存储在对向压盘中的热量，使得对向压盘的冷却速率能得到改善。

当对向压盘被加热时第一块被加热，而当对向压盘冷却时，作为外部构件的第二块是与第一块接触，因此增加在冷却时对向压盘的体积并将提供在第一块中的热量转移到第二块，使得对向压盘的冷却速率能得到改善。

这样，通过将成型材料加压/加热/成型而使加热时的对向压盘的体积和冷却时的对向压盘的体积彼此不同，对向压盘的加热效率和对向压盘的冷却效率被改善，这样能缩短加热和冷却的热循环。因此，加工精细结构所需的生产能力能得到改善。

在加热成型材料时由第一块和第二块形成的对向压盘的第二块在冷却成型材料时被分离之后，作为外部构件的第三块与第一块接触，由此在加热后立即通过减少对向压盘的体积来降低对向压盘的总热容量并物理地释放储存在对向压盘的热量，同时在冷却中使得作为外部构件的第三块与第一块接触，以将提供在第一块中的热量转移到第三块，使得对向压盘的冷却速率能得到改善。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的精细结构的加工装置的概要的示意图。

图2是示出根据本发明的第二实施例的精细结构的加工装置的截面图。

图3是示出根据本发明的第三实施例的精细结构的加工装置的截面图。

图4是示出根据本发明的第五实施例的精细结构的加工装置的截面图。

图5是示出根据本发明的第六实施例的精细结构的加工装置的截面图。

图6是示出根据本发明的第七实施例的精细结构的加工装置的概要的截面图。

图7是示出根据本发明的第七实施例的精细结构的加工方法的概要的第一步骤的截面图。

图8是示出根据本发明的第七实施例的精细结构的加工方法的概要的第二步骤的截面图。

图9是示出根据本发明的第八实施例的精细结构的加工方法的概要的第一步骤的截面图。

图10是示出根据本发明的第八实施例的精细结构的加工方法的概要的第二步骤的截面图。

图11是示出根据本发明的第八实施例的精细结构的加工方法的概要的第三步骤的截面图。

图12是示出根据本发明的第九实施例的精细结构的加工方法的概要的第一步骤的截面图。

图13是示出根据本发明的第九实施例的精细结构的加工方法的概要的第二步骤的截面图。

图14是示出根据本发明的第九实施例的精细结构的加工方法的另一个概要的步骤的截面图。

图15是示出根据本发明的第十实施例的精细结构的加工装置的示意性结构的纵向截面图。

图16是示出根据本发明的第十实施例的精细结构的加工方法的第一步骤的截面图。

图17是示出根据本发明的第十实施例的精细结构的加工方法的第二步骤的截面图。

图18是示出根据本发明的第十一实施例的精细结构的加工方法的概要的第一步骤的截面图。

图19是示出根据本发明的第十一实施例的精细结构的加工方法的概要的第二步骤的截面图。

图20是示出根据本发明的第十一实施例的精细结构的加工方法的概要的第三步骤的截面图。

图21是示出根据本发明的第十二实施例的精细结构的加工方法的概要的第一步骤的截面图。

图22是示出根据本发明的第十二实施例的精细结构的加工方法的概要的第二步骤的截面图。

图23是示出根据本发明的第十二实施例的精细结构的加工方法的另一个概要的步骤的截面图。

参考标号的说明

1成型材料(PC膜)，1a精细结构(成型的PC膜)，5模具，5a成型部分，7基材，11、12、111、112压盘，17基材支撑机构，20驱动单元的驱动方向，25基材支撑装置的移动方向，31、32温度设定器，41预热器，211、311对向压盘，211a、305a第一块，211b、305b第二块，211c、305c第三块，211h，305加热/冷却块

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是示出根据本发明的第一实施例的精细结构的加工装置的概要的俯视图。参考图1，两个可移动的对向压盘(下文称为压盘)11和12布置在模具5下面。在图1中，冷却压盘12位于紧靠模具5下面的成型/加工位置，而加热压盘11位于退回位置。当通过加压模具进行成型/加工时，压盘11位于成型/加工位置，而在成型/加工之后的冷却时移动到退回位置。当在脱模之前将成型的/加工的树脂等冷却时，冷却压盘12处于成型/加工位置，并在通过使模具5压靠为树脂的成型材料1进行成型/加工时，移动到退回位置12b。参考图1，标号20指示采用移动压盘11和12的驱动单元(图示被省略)的压盘11和12的移动方向。驱动单元可以用通常用于这种类型的驱动单元的任何装置来实现。

参考图1，温度设定器31和32分别将压盘11和12设定到预定温度。这些温度设定器31和32由未图示的温度传感器，加热器，功率源等形成并保持压盘的温度在恒定的水平。温度设定器不限制于前述结构，但可以通过引入到保持在恒温的炉子中来保持在预定的温度。

为成型材料的树脂1被引入到成型/加工位置，其中加热压盘11从不与压盘移动空间重叠的方向设置，以避开压盘11和12的移动空间，树脂1被加热至成型温度，之后通过使得模具5压靠树脂1而被加工。之后，移动压盘11到退回位置，同时保持在前述成型/加工中的负载，而压盘12代替地移动到成型/加工位置以与成型的/加工的树脂1a接触并冷却树脂1a。之后，成为精细结构的加工后的树脂1a脱模并运载到成型前引入树脂1的方向的延伸线上。

树脂1可以在它被放到成型/加工位置上之前被预热器41预热。预热器可以是保持恒温的炉子，或可以是比如加热器的加热装置。

在图1中进行线性移动的互换的压盘11和12不限于该移动模式，而是可以采用任何移动模式，只要压盘循环地移动，使得至少两个压盘可以循环地运转，或者例如可以在变化垂直位置时移动。同样，当成型材料1的引入线和压盘移动空间彼此重叠时，由简单的空间重叠不会导致问题，除非这些空间位置同时相互重叠。

虽然图1示出两个压盘11和12的情况，但至少三个压盘可以交替地被布置。

在前述精细结构的加工装置中的基本元件由将成型材料加工为精细结构的模具、至少两个与模具相对的对向压盘和当单一精细结构被加工时使用至少两个对向压盘的驱动单元组成。如上所述，移动压盘的驱动单元可以由任何已知的驱动单元/机构组成。根据前述第一实施例，当加工单一精细结构时采用移动压盘的单元使用两个压盘。然而，该单元可以是移动模具而且保持两个压盘静止的设备或是移动压盘和模具的设备，只要在加工单一精细结构时能使用两个压盘。移动模具的驱动单元也能由任何已知的设备组成，与移动压盘的设备类似。

在前述加工精细结构的方法中的基本元件由包括至少两个与将成型材料加工为精细结构的模具相对的对向压盘，和当加工单一精细结构时使用至少两个对向压盘构成。

可以将前述至少两个对向压盘不设定为相同的温度。该方法被采用以使得成型的材料(树脂，设有基板的树脂，各种膜，各种复合材料等)能被有效地加热并且成型的精细结构能被有效地和顺利地脱模。此外，能够进行精确的温度控制以利于精细结构的产量的改善和质量的改善。

前述压盘驱动单元能在对向压盘没有被使用的退回位置和对向压盘被使用的使用位置之间移动至少两个对向压盘。根据该结构，至少两个对向压盘能被有效地区别地使用。例如，可以在成型/加工过程中采用已经保持在压印温度的对向压盘，并可以在通过加压保持期间从模具分离精细结构时采用已经保持在脱模温度另一个对向压盘。

前述成型材料能在其被加热之前在模具和对向压盘之间预热。根据这种方法，树脂已经被加热，因此加热时间能被显著地缩短并且生产能力能被进一步改善。

前述成型材料可以为任何形式，并可以是树脂，设有基板的树脂，各种膜，各种复合材料等。对于树脂或树脂膜，可以采用热塑性树脂，比如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、玻璃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、变性亚苯基醚(denaturedpolyphenylene ether)、聚亚苯基硫化物(polyphenylene sulfide)、聚(醚醚酮)、液晶聚合物、氟树脂、聚砜、聚(醚砜)、聚酰胺酰亚胺(polyamidimide)、聚醚酰亚胺或热塑性聚酰亚胺；热固性树脂，比如酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、硅树脂、己二烯酞酸树脂、聚酰胺双顺丁烯二酰亚胺树脂、聚双酰胺三唑(polybisamidetriazole)等，或可以采用相互混合这些材料中的至少两种制备的材料。

模具和压盘可以采用各种钢材料。例如，可以采用钢盘或SS41锻件。替代钢材料，模具可以采用耐热树脂。为加工模具，可以采用任何已知的加工方法，比如车、铣削、放电加工、激光束加工、电子束加工或蚀刻加工。

(第二实施例)

图2是示出根据本发明的第二实施例的精细结构的加工装置的概要的截面图。参考图2，高温的压盘11紧靠模具5下面布置，即在成型/加工位置，而冷却的压盘12退到退回位置。该实施例的特征在于这点：基材7布置在压盘11上，并且作为成型材料的膜1布置在该基材7上。参考图2，当膜1用模具5的模具截面5a成型/加工时，模具截面5a压靠由基材7支撑的膜1。在该成型/加工过程中，膜1被压盘11与基材7一起加热。

为了连续地保持将膜压靠到模具5的状态，并在成型/加工之后当压盘11移动到退回位置时，基材7由基材支撑机构(没有示出)支撑。为了保持构成膜的树脂等波动从而被充分地注入模具截面5a的凹处和角落的状态，这个状态的保持是非常重要的。在压盘11移动之后，冷却的压盘12移动到成型/加工位置，其状态为基材7将膜1压靠到模具5，以从下面支撑基材7并冷却膜1。

不必说，当前述压盘11和12分别被布置在成型/加工位置上和从其离开时，在与标号20的方向交叉的方向的移动，即，改变压盘和包括基材7或精细结构的成型材料之间的距离的移动伴随着由标号20指示的方向的移动。前述移动在剩下的实施例中类似地进行，尽管没有具体说明。

基材7可以是任何物质，只要其具有预定的硬度和热传导率。例如，可以采用金属板、耐热树脂板、树脂和陶瓷的复合层、或其组合的层。同样，对于基材的形式，可以采用切割板(cut plate)、批量单片(batch veneer)、连续片(continuous sheet)、连续供给型的或可绕的和可复绕的卷曲的形式。在对向压盘和成型材料之间布置前述基材的基材布置器也可以包括任何装置结构，只要其是根据基材的前述形式将基材布置在前述位置上的装置。

根据该实施例的在精细结构的加工方法中的基本要素在于通过引入基材到成型材料和对向压盘之间的空间来进行精细结构加工的操作。根据该结构，施加到模具的急剧的温度变化和导致的负载冲击能够得到缓和。

可以使得前述基材比成型材料有更高的硬度和更大的热传导率。根据该方法，由基材导致的前述的温度冲击和负载冲击能被更可靠地被缓和。

前述基材的弹性系数可以被设置为至少100GPa。根据采用该基材的方法，基材可以经受住施加到基材自身的成型压力和由小的基材厚度导致的小的热容量所导致的急剧温度变化(负载冲击)。如果基材的弹性系数小于100GPa，则不可能经受成型压力且加工精细结构的操作受到阻碍。

前述基材的热传导率可以被设置为至少20W/(m·℃)。根据采用该基材的方法，对向压盘接触后的温度追随时间缩短，且改善了生产能力。如果基材的热传导率小于20W/(m·℃)，对向压盘和树脂之间的热交换速率不充分， 且限制了温度跟随时间的缩短。在前述第二实施例中，以为了当加工单一精细结构时使用两个压盘来移动压盘的系统为前提作了描述。然而，可以采用移动模具而且保持两个压盘静止的装置或移动压盘和模具的系统，只要当加工单一精细结构时能使用两个压盘。不必说，当模具在这种情况被移动时，压盘也能随着模具一起被移动。此刻，移动基材而保持将树脂或膜压靠模具的状态。当将树脂或膜压靠模具且夹置基材时移动模具的驱动单元可以由这种类型的任何已知设备构成。

(第三实施例)

图3是根据本发明的第三实施例的精细结构的加工装置的部分截面图。参考图3，基材7由基材支撑机构1支撑，以在成型/加工之后压盘11移动到退回位置时将压盘12布置在成型加工位置同时保持将膜1压靠模具5的状态。基材支撑机构17由在方向25可往复的柱或厚板构成。基材支撑机构17，与基材7以及压盘11和12一起接触，其被设置为不与布置在成型/加工位置的压盘11和12重叠。

采用前述基材支撑机构17，能够保持模具和成型材料的相对位置，且能够加工精确的精细结构。

根据前述实施例的精细结构的加工装置的基本要素在于其包括位于对向压盘和成型材料之间的基材，并包括基材支撑机构以将成型材料压靠模具以保持成型负载，且夹置基材。根据该装置，模具和成型材料在成型/加工中各自的位置能被保持，且容易引起缺陷(碎屑等)的比如模具的角部的部分的形状能够保持到冷却循环。因此，能够获得更加精确的精细结构。在前述第三实施例中，以为了当加工单一精细结构时使用两个压盘而移动压盘的系统为前提做了描述。然而，可以采用移动模具而保持两个压盘静止的装置或移动压盘和模具的系统，只要当加工单一精细结构时能使用两个压盘。在这种情况，当移动模具时基材也随着模具一起移动，而基材支撑机构在这个移动过程中保持将树脂或膜压靠模具且夹置基材的状态。前述驱动单元和基材支撑机构能由这种类型的任何已知设备构成。

现在描述通过加工具有预定线宽的配线图案的精细结构来实施的实例1和2。

实例1

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在200μm厚的PC(聚碳酸酯)膜(成型材料)上实施精细成型。PC膜用由构成预热器的一部分的陶瓷加热器预热到100℃。然后，加热到180℃的加热压盘11和PC膜相互接触，且温度被进一步提高。自压盘和PC膜之间接触60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后加热压盘11被移开，且60℃的冷却压盘12压靠成型的/加工的精细结构(PC膜)1a上以冷却该精细结构。自冷却压盘12和PC膜1a之间接触60秒后，PC膜1a从模具5脱模。从将前述PC膜放置在模具的成型位置到脱模的一个周期的时间为5分钟。

实例2

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在100μm厚的PC膜上实施精细成型。PC膜用陶瓷加热器预热到100℃。在将PC膜1放置到模具的成型位置上之前，另一方面，180℃的压盘11已经与具有高热容量的AlN基板(基材)7接触以加热AlN基板7。将PC膜1放置在该AlN基板7上并被加热。从将PC膜放置到AlN基板7上的操作60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后，压盘11被移开，且60℃的压盘12通过AlN基板7被加压，从而当压AlN基板7时进行冷却。从加压压盘12的操作180秒后，成型的精细结构PC膜1a从模具5脱模。从将前述PC膜放置到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是7分钟。虽然常规的周期由于热容量随设备的规格明显变化而不能被全部提及，当压盘的加热和冷却步骤是速率决定的时，20分钟到30分钟是必要的。

(第四实施例)

现在描述本发明的第四实施例。第四实施例是参考图2描述的前述第二实施例的修改。当在第二实施例中用压盘11来加热基材7而用压盘12来冷却，而在第四实施例中，压盘11和12都包括图2中的加热和冷却系统，从而在加热和冷却基材7的步骤中使用各自的系统。

在这个实施例中，PC膜1通过基材7用高温状态的第一压盘11加热以用模具5将PC膜1成型，而其后压盘11被冷却且在到达预定温度后PC膜从模具5脱模，如图2所示。在这个周期，为了加热接下来的PC膜1，压盘12在高温状态等待。考虑到在完成单一PC膜1的脱模后进入下一个PC膜1的成型步骤的时间，压盘11与高温状态的压盘12互换，使得类似于以上的加热、成型、冷却和脱模步骤被重复。

实例3

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在200μm厚的PC(聚碳酸酯)膜(成型材料)上实施精细成型。PC膜用由预热器的一部分构成的陶瓷加热器预热到100℃。然后，加热到180℃的压盘11和PC膜1相互接触，且温度被进一步升高。从压盘11和PC膜1之间接触60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后，压盘11被冷却，且在到达60℃后从模具5脱模。其后冷却压盘12又被压靠成型的/加工的PC膜1a以冷却该PC膜。在从冷却压盘12和PC膜1a之间的接触60秒后，PC膜1a从模具5脱模。从将前述PC膜放置到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是6分钟。在这个过程中，压盘12被加热到180℃，且压盘11和12随PC膜1的交换而被交换。

表1示出由用激光显微镜测量在前述实例1到3中加工的精细结构(配线图案)中的线宽所得到的结果以及前述的周期。根据表1，所有实例1到3都以平均的目标线宽完成，且变化范围也在可允许的范围内(±1.0μm)。

表1

    实例1    实例2    实例3  测量方法线宽(μm)    50.0±0.5    50.0±0.3    50.0±0.3  激光显微镜周期(分钟)    5    7    6  -

(第五实施例)

现在参考图4描述本发明的第五实施例。根据第五实施例，作为成型材料的PC膜通过使基材107与模具5接触并通过该基材107用压盘111和112加热和冷却模具107来成型。作为温度设定器和对向压盘的构件131布置在与模具5的成型表面相对的位置并与模具5一起夹持PC膜1。类似于第二实施例，可以分别采用压盘111和112仅用于加热或仅用于冷却，或类似于第四实施例，可以采用各个压盘111和112均用于加热和冷却。

实例4

精细结构的以下成型用前述第五实施例的技术来实施。用L/S＝50/50μm的模具(±0.3μm)在100μm厚的PC膜1上实施精细成型。PC膜1用陶瓷加热器预热到100℃。在将PC膜1放置到模具的成型位置上之前，另一方面，180℃的压盘111已经与具有高热容量的AlN基板(基材)107接触以加热AlN基板107。模具5的背面与该AlN基板107的与PC膜1相对的表面接触以加热模具5。从将模具5放置到AlN基板107上的操作60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后，压盘111被移开，且60℃的压盘112通过AlN基板107被加压，用于当压AlN基板17时进行冷却。从加压压盘112的操作120秒后，成型的精细结构PC膜1a从模具5脱模。从将前述PC膜放置到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是6分钟。

(六实施例)

现在参考图5描述本发明的第六实施例。根据第六实施例，作为成型材料的PC膜1通过使基材107a与模具5接触并通过这个基材107a采用压盘111a和112a加热或冷却模具5，类似于前述第五实施例。该实施例与第五实施例的区别在于，使另一个基材107b与PC膜1的与模具5相对的一侧相反的表面接触并通过该基材107b用压盘111b和112b加热和/或冷却PC膜1。

实例5

精细结构的下面成型用前述第六实施例的技术实施。如图5所示，当将由AlN基板构成的基材107a压靠模具5的背面时，模具5通过基材107a用180℃的压盘111a加热。同时，当将由AlN基板构成的基材107b压靠PC膜1的背面时通过基材107b用180℃的压盘111b加热。其后，压盘111a和111b被移开，其状态为将基材107a和107b压靠模具5和PC膜1，且60℃的压盘111a和111b压靠基材107a和107b持续90秒，以分别通过基材107a和107b冷却模具5和PC膜1。根据该实例，从放置PC膜1到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是5.5分钟。

表2示出由用激光显微镜测量在前述实例4和5中加工的精细结构(配线图案)的线宽得到的结果和前述的周期。根据表2，实例4和5都同样以平均的目标线宽被完成，且变化范围也在允许的范围内(±1.0μm)。

表2

    实例4    实例5    测量方法线宽(μm)    50.0±0.3    50.0±0.3    激光显微镜周期(分钟)    6    5.5    -

(第七实施例)

对于本发明的第七实施例，现在将参考图6到8描述根据该实施例的精细结构的加工装置和加工方法。图6是示出根据该实施例的精细结构的加工装置的示意性结构图纵向截面图，而图7和8是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一和第二步骤的截面图。

根据该实施例的精细结构的加工装置包括模具5，且设置为在成型/加工位置和退回位置之间的位置和空间可移动的对向压盘211布置在模具5下面。以预定图案形成的模具截面5a设置在模具5靠近对向压盘211的一侧。作为成型材料的膜1布置在模具截面5a和对向压盘211之间。

模具5和对向压盘211设置为在成型/加工位置和退回位置之间可以用驱动单元相对移动(省略图示)。该驱动单元能用通常用于这种类型的驱动单元的任何装置来实现。

对向压盘211具有第一块211a，位于前表面，包括加热装置211h；第二块211b，位于背面。第一块211a和第二块211b设置为用压盘驱动单元(省略图示)在第一块211a和第二块211b相互接触的位置和第一块211a和第二块211b彼此分离的位置之间可以相对移动。虽然该压盘驱动单元能用通常使用的这种类型的驱动单元的任何装置来完成，但考虑到减少两块之间的接触部分的热阻并改善热传递效率，优选地采用真空吸附器来真空吸附第一块211a和第二块211b。

而且，为了减少块之间的接触部分的热阻并改善热传递效率，每块的接触面的表面粗糙度(Ra)优选地在0.5μm以下。

虽然能嵌入熟知的加热装置，但考虑到对向压盘211的均热性，包括在第一块211a中的加热装置211h优选地为由在陶瓷构件上形成加热元件而制备的陶瓷加热器以通过加电压产生热量。优选地采用选自由氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和氮化硼组成的组的材料作为该陶瓷。

为了有效地实现热传递，第一块211a和第二块211b优选地采用具有高热容的材料，其选自由铝、镁、铜、铁、不锈钢、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和氮化硼组成的组。为了进一步地改善热传递效率，第二块211b的热容量优选地为第一块211a和第二块211b总的热容量的至少30％。

在具有前述结构的精细结构加工装置中，对向压盘211首先用加热装置211h加热到成型温度，其后对向压盘211从退回位置移动到成型/加工位置以将膜1压靠模具5并加压/加热/成型/加工膜1，如图7所示。其后，在前述成型/加工中的负载保持一定的时间。在冷却时，第二块211b从第一块211a分离，如图8所示。

因而，第二块211b在冷却时如此从第一块211a分离，以通过在冷却时减少对向压盘211的体积来降低对向压盘211的总热容量并物理地释放存储在对向压盘211中的热量，因此改善了对向压盘211的冷却速率。这样，对向压盘211的冷却效率得到改善，从而对向压盘211的热循环被缩短。

膜1可以在将其放置在成型/加工位置上之前用预热器(省略图示)预热。预热器可以是在恒定温度保温的炉子或比如加热器的加热装置。

(第八实施例)

下面将参考图9到11描述根据这个实施例的精细结构的加工装置和加工方法。图9到11是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一到第三步骤的截面示意图。相同于或相当于在前述实施例中的精细结构的加工装置的部分由相同的标号指示，且多余的描述将不再被重复。

在前述实施例中，第二块211b在冷却时从第一块211a分离，因此获得对向压盘211的冷却效率的改善。根据该实施例，进一步得到对向压盘211的冷却效率的改善，而且在随后的步骤的加热中获得加热的高效率。如图9所示，根据该实施例的精细结构的加工装置具有由基本类似于第二块211b的结构构成的第三块211c。

第二块211b在加热步骤被加热，并因此第二块211b和第三块211c在冷却步骤如图10所示被移动，以使第三块211c与第一块211a接触，如图11所示。

这样，对向压盘211的总热容量通过在加热之后立即减少对向压盘211的体积以在物理地释放存储在对向压盘211中的热量来降低，而且使得作为外部构件的第三块211c在冷却时与第一块211a接触，使得提供在第一块211a中的热量转移到在冷却时处于冷却状态的第三块211c，因此获得对向压盘的冷却速率的改善。

第二块211b处于已被加热到某种程度的状态，因而通过在随后的步骤的加热中使第二块211b代替第三块211c与第一块211a接触也能获得对向压盘211的加热效率的改善。

(第九实施例)

现在参考图12和13描述根据该实施例的加工装置和加工方法。图12和13是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一和第二步骤的截面图。相同于或相当于在每个前述实施例中的精细结构的加工装置的部分由相同的标号指示，并且多余的描述将不再重复。

在前述实施例中，第二块211b在冷却时从第一块211a分离，因而获得对向压盘211的冷却效率的改善。根据该实施例，在加热步骤仅采用第一块211a，而在冷却步骤中首先使第二块211b与第一块211a接触。首先，对向压盘从退回位置移动到成型/加工位置以在第二块211b从第一块211a分离的状态将膜1压靠模具5。其后，在前述成型/加工中的负载保持恒定的时间。

在冷却中，处于冷却状态的第二块211b与第一块211a接触，如图13所示。这样，在冷却时对向压盘211的体积增加且提供在第一块211a中的热量向第二块211b转移，这样对向压盘211的冷却速率得到改善。

虽然参考图13描述了通过移动第二块211b使第二块211b与第一块211a接触的情况，也可以将第二块211b固定以整体地将模具5，膜1和第一块211a向第二块211b移动，如图14所示。

第二块211b和第三块211c，在每个前述的实施例中基本进行相对于第一块211a的线性运动的往复运动，但不限于该移动模式，并可以采用各种移动模式，只要第二块211b和第三块211c循环地移动，例如，这样多个第二块211b和多个第三块211c可以周期地循环，或可以在变化垂直位置时移动。

现在描述通过加工具有预定线宽的配线图案的精细结构来实施的实例6和7。

实例6

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在100μm厚的PC(聚碳酸酯)膜(成型材料)上实施精细成型。PC膜用由预热器的一部分构成的陶瓷加热器预热到100℃。然后，加热到170℃的加热第一块211a和PC膜相互接触，且温度被进一步提高。从第一块211a和PC膜之间接触60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后，第二块211b从第一块211a分离，且在第一块211a的温度到达60℃之后PC膜1从模具5脱模。从将前述PC膜1放置到模具的成型位置上到脱模的一个周期的时间是8分钟。

实例7

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在100μm厚的PC(聚碳酸酯)膜(成型材料)上实施精细成型。PC膜用由预热器的一部分构成的陶瓷加热器预热到100℃。然后，加热到170℃的加热第一块211a和PC膜相互接触，且温度被进一步提高。从第一块211a和PC膜之间接触60秒后，通过加压模具5实施加压/成型。

其后，第二块211b从第一块211a分离，且冷却第三块211c与第一块211a接触。在第一块211a的温度达到60℃后，PC膜1从模具5脱模。从将前述PC膜1放置到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是5分钟。

(第十实施例)

对于本发明的第十实施例，现在参考图15到17描述根据该实施例的精细结构的加工装置和加工方法。图15是示出根据该实施例的精细结构的加工装置的示意结构的纵向截面图，而图16和17是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一和第二步骤的截面图。

首先，根据该实施例的精细结构的加工装置包括模具5，且设置为在成型/加工位置和退回位置之间的位置和空间可移动的对向压盘311布置在这个模具5之上。以预定的图案形成的模具截面5a设置在模具5靠近对向压盘311的一侧。作为成型材料的膜1布置在模具截面5a和对向压盘311之间。

模具5和对向压盘311设置为用驱动单元(省略图示)在成型/加工位置和退回位置之间可相对移动。该驱动单元能用通常用于这种类型的驱动单元的任何装置来实现。

模具5具有第一块305a，位于上侧，包括加热装置305h；和第二块305b，位于与PC膜1相对的侧相反的面上的下侧上。第一块305a和第二块305b设置为在第一块305a和第二块305b相互接触的位置和第一块305a和第二块305b用压盘驱动单元(省略图示)彼此分离的其它位置之间可相对移动。虽然该压盘驱动单元可以用通常用于这种类型的驱动单元的任何装置来实现，但考虑到减少块之间的接触部分的热阻和改善热传递效率，优选地采用真空吸附器以真空吸附第一块305a和第二块305b。

为了进一步减少块之间的接触部分的热阻并改善热传递效率，每块的接触面的表面粗糙度(Ra)优选地在0.5μm以下。

虽然可以嵌入熟知的加热装置，但考虑到均热性，包括在第一块305a中的加热装置305h优选地是由在陶瓷构件上形成加热元件来制备的陶瓷加热器以通过加电压产生热量。优选地采用选自由氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和氮化硼组成的组的材料作为该陶瓷。

为了有效地实施热传递，优选地对于第一块305a和第二块305b采用高热导率的材料，其选自由铝、镁、铜、铁、不锈钢、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅和氮化硼组成的组。为了进一步改善热传递效率，第二块305b的热容量优选地在第一块305a和第二块305b的总热容量的至少30％。

在具有前述结构的加工精细结构的设备中，由第一块305a和第二块305b形成的加热/冷却块305首先用加热装置305h加热到成型温度，且其后模具5和对向压盘311从退回位置移动到成型/加工位置，如图16所示，以将膜1压靠模具5并将其加压/加热/成型/加工。其后在前述加压/加热/成型/加工中的负载保持一定的时间。在冷却时，第二块305b从第一块305a分离，如图17所示。

因而，第二块305b在冷却时如此从第一块305a分离以通过在冷却时减少块305的体积来降低总热容量，且物理地释放存储在块305中的热量因此改善块305的冷却速率。这样，块305的冷却效率得到改善以使得块305的热循环被缩短。

膜1可以在其被放入成型/加工位置上之前用预热器(省略图示)预热。预热器可以是保持恒定温度的炉子，或比如加热器的加热装置。

(第十一实施例)

现在参考图18到20描述根据第十一实施例的精细结构的加工装置和加工方法。图18到20是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一到第三步骤的截面图。相同于或相当于前述实施例中的精细结构加工装置的部分由相同的标号指示，且多余的描述将不再重复。

在前述第十实施例中，第二块305b在冷却时从第一块305a分离，因此获得块305的冷却效率的改善。根据该实施例，进一步获得了块305的冷却效率的改善，同时获得在随后的步骤的加热中的加热效率的改善。如图18所示，根据该实施例的精细结构的加工装置具有由基本类似于第二块305b的结构组成的第三块305c。

第二块305b在加热步骤被加热，并因而第二块305b和第三块305c在冷却步骤如图19所示移动，以使第三块305c与第一块305a接触，如图20所示。

这样，块305的总热容量由在加热后立即减少块305的体积而被降低以物理地释放存储在块305中的热量，而且使得作为外部构件的第三块305c在冷却时与第一块305a接触，从而在冷却时提供在第一块305a中的热量转移到为冷却状态的第三块305c，因此获得对向压盘的冷却效率的改善。

第二块305b在已被加热到某种程度的状态，因而块305的加热效率的改善也能通过使第二块305b在随后的步骤的加热中代替第三块305c与第一块305a接触来获得。

(第十二实施例)

现在将参考图21和22描述根据第十二实施例的精细结构的加工装置和加工方法。图21和22是示出根据该实施例的精细结构的加工方法的第一和第二步骤的截面图。相同于或相当于在每个前述实施例中精细结构的加工装置的部分用相同的标号指示，且多余的描述将不再重复。

在每个前述第十和第十一实施例中，第二块305b在冷却时与第一块305a分离，因此获得块305的冷却效率的改善。根据该实施例，在加热步骤只采用第一块305a，在冷却步骤中第二块305b首先与第一块305a接触。首先，块305从退回位置移动到成型/加工位置以第二决305b从第一块305a分离的状态将膜1压靠模具5。其后，在前述成型/加工中的负载保持一定的时间。

在冷却时，在冷却状态的第二块305b与第一块305a接触，如图22所示。这样，在冷却时块305的体积增加且提供在第一块305a中的热量转移到第二块305b，这样块305的冷却效率得到改善。

虽然参考图22描述了通过移动第二块305b使第二块305b与第一块305a接触的情况，也可以固定第二块305b而将模具5、膜1和第一块305a整体地向第二块305b移动，如图23所示。

第二块305b和第三块305c，在每个前述实施例中基本进行相对于第一块305a的线性移动的往复移动，但并不限制于这种移动，而可以采用任何移动模式，只要第二块305b和第三块305c循环地移动，例如，使得多个第二块305b和多个第三块305c可以周期地循环，或者当变化垂直位置时可以移动。

现在描述通过加工具有预定线宽的配线图案的精细结构来实施的实例8。

实例8

用L/S(线/空间)＝50/50μm的模具(±0.3μm)在100μm厚的PC膜(成型材料)1上实施精细成型。PC膜1用由预热器的一部分构成的陶瓷加热器预热到100℃。然后，加热到170℃的加热第一块305a和PC膜1相互接触，如图15所示，且温度被进一步提高。从第一块305a和模具5之间接触60秒后，加压对向压盘311以实施加压/加热/成型，如图16所示。

其后，第二块305b从第一块305a分离，如图17所示，且冷却的第三块305c与第一块305a接触，如图18到20所示。在第一块305a的温度达到60℃后，PC膜1从模具5脱模。从将前述PC膜1放置到模具的成型位置到脱模的一个周期的时间是7分钟。

表3示出用激光显微镜测量的在前述实例6到8中加工的精细结构的线宽得到的结果和前述的周期。根据表3，实例4和5也都以平均的目标线宽完成，且变化范围也在可允许的范围(±1.0μm)内。

表3

    实例6    实例7    实例8测量方法线宽(μm)    50.0±0.3    50.0±0.3    50.0±0.3激光显微镜循环(分钟)    8    5    7-

这次公开的实施例和实例在所有的点被视为示例性的且并不是限制性的。本发明的范围不由上述说明示出但由专利的权利要求的范围示出，且旨在包括等同于专利的权利要求的范围的意思和范围内的所有修改。

工业适用性

根据本发明，可以用其原始的方法和设备以高效率和高产量加工高质量的精细结构，并期望不久的将来本发明会在该领域中作出明显的贡献。