真空负压纳米压印方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供一种真空负压纳米压印方法，其利用环境真空在500Pa以下实现的虹吸效应增强效应，使液态的纳米压印材料自动填充纳米压印模版表面结构，避免了接触气泡、结构填充不均匀、填充慢、压印模版变形限制压印精度等缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空负压纳米压印方法。
技术介绍
纳米压印技术是一种通过模版将图形转移到相应的衬底上的微纳加工技术，转移的媒介通常是一层压印材料，一般为聚合物膜，通过热压或者辐照等方法使其结构硬化从而保留下转移的图形。这种技术突破了传统光刻在特征尺寸减小过程中的难题，具有分辨率高、低成本、高产率的特点。广泛应用于半导体制造、MEMS、生物芯片、生物医学等领域。在压印结构转移过程中，压印材料填充压印模版表面结构的完整性决定了压印结果的质量，压印材料填充模版表面结构所需的时间影响压印过程的产能。传统的纳米压印技术都是利用在模版背面施加压力的方式，让压印材料通过挤压方式填充压印模版表面结构，这种方式通常需要施加比较大的压力，容易造成纳米压印模版表面结构的损坏，尤其在使用软质模版的情况下，背面压力还容易造成软质模版的变形，影响纳米压印结构精度。更详细来说，现有纳米压印技术具有如下缺陷：1、压印模版在压力作用下，表面的纳米结构容易损坏。2、压印模版与压印材料接触后，会密封少量气体在压印模版结构的缝隙中，这部分气体会影响压印材料对压印模版结构的填充，例如造成结构填充不完整，表面有凹陷。3、这部分气体需要通过很长的等待时间渗透进压印材料中，或者压印模版中(例如使用硅橡胶模版)，这个等待时间大大限制了压印过程的产能。4、压印材料通过压力被挤压进压印模版结构的缝隙中，当模版结构不均匀的时候，小的结构容易被填充，大的结构需要较高的压力才能被填充，容易造成结构填充不均匀的问题。5、在使用软质压印模版时，例如硅橡胶模版，压印的压力容易造成模版变形，影响压印结构精度和模版图形对准精度。6、在基板表面不平整的情况下，气泡会被密封在不平整区域，早成局部没有结构转移的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种真空负压纳米压印方法，其利用环境真空在500Pa以下实现的虹吸效应增强效应，使液态的纳米压印材料自动填充纳米压印模版表面结构，避免了接触气泡、结构填充不均匀、填充慢、压印模版变形限制压印精度等缺点。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种真空负压纳米压印方法，包括如下步骤：1)准备软质纳米压印模版、基板和纳米压印材料；所述纳米压印材料采用可被紫外曝光固化的聚合物胶体，且聚合物胶体的粘稠度低于50mPa·s；2)将聚合物胶体涂布于基板顶面，形成厚度均匀的涂布层；3)将基板底面通过真空吸附平置固定于基板托盘顶面；将软质纳米压印模版通过真空吸附平置固定于模版固定盘底面，且软质纳米压印模版置于基板正上方；4)将软质纳米压印模版和基板置于密封的压印腔体中，压印腔体抽真空，真空度达到500Pa以下；5)基板托盘上升，直至压印模版表面与涂布层接触；6)解除对软质纳米压印模版的真空吸附，由于压印腔体内真空度足够低，涂布层中的聚合物胶体会在虹吸效应下自动填充压印模版表面结构，无需在模版背面另外施加压力；7)通过紫外曝光固化的聚合物胶体；8)揭下软质纳米压印模版，模版表面结构被转移至固化的的压印材料中。优选的，所述软质纳米压印模版的材质为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯(Teflon)或全氟聚醚(PFPE)。本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种真空负压纳米压印方法，其利用环境真空在500Pa以下实现的虹吸效应增强效应，使液态的纳米压印材料自动填充纳米压印模版表面结构，避免了接触气泡、结构填充不均匀、填充慢、压印模版变形限制压印精度等缺点。本专利技术具有如下特点：1、无需在模版背面施加压力，实现纳米压印模版结构主动被压印材料填充过程，保护纳米压印模版不被损坏。2、在真空环境中实现压印过程，避免气体被密封在压印模版结构中的现象，实现结构的完整填充，结构填充在表面虹吸效应的作用下快速完成，没有气体渗透过程等待的问题，结构填充不受结构尺寸的影响，均可完整填充。3、在使用软质压印模版时，例如硅橡胶模版，由于不存在主动压力，而是利用虹吸效应，不会造成模版变形，不影响压印结构精度和模版图形对准精度。4、在基板表面不平整的情况下，压印模版可以完整贴合基板表面形貌，不存在局部缺陷。附图说明图1是本专利技术的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术具体实施的技术方案是：如图1所示，一种真空负压纳米压印方法，包括如下步骤：1)准备软质纳米压印模版10、基板20和纳米压印材料；所述软质纳米压印模版10的材质为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯(Teflon)或全氟聚醚(PFPE)；所述纳米压印材料采用可被紫外曝光固化的聚合物胶体，且聚合物胶体的粘稠度低于50mPa·s；2)将聚合物胶体涂布于基板20顶面，形成厚度均匀的涂布层30；3)将基板20底面通过真空吸附平置固定于基板托盘40顶面；将软质纳米压印模版10通过真空吸附平置固定于模版固定盘50底面，且软质纳米压印模版10置于基板20正上方；4)将软质纳米压印模版10和基板20置于密封的压印腔体60中，压印腔体60抽真空，真空度达到500Pa以下；5)基板托盘40上升，直至压印模版表面与涂布层30接触；6)解除对软质纳米压印模版10的真空吸附，由于压印腔体60内真空度足够低，涂布层30中的聚合物胶体会在虹吸效应下自动填充压印模版表面结构，无需在模版背面另外施加压力；7)通过紫外曝光固化的聚合物胶体；8)揭下软质纳米压印模版10，模版表面结构被转移至固化的的压印材料中。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
真空负压纳米压印方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备软质纳米压印模版、基板和纳米压印材料；所述纳米压印材料采用可被紫外曝光固化的聚合物胶体，且聚合物胶体的粘稠度低于50mPa·s；2)将聚合物胶体涂布于基板顶面，形成厚度均匀的涂布层；3)将基板底面通过真空吸附平置固定于基板托盘顶面；将软质纳米压印模版通过真空吸附平置固定于模版固定盘底面，且软质纳米压印模版置于基板正上方；4)将软质纳米压印模版和基板置于密封的压印腔体中，压印腔体抽真空，真空度达到500Pa以下；5)基板托盘上升，直至压印模版表面与涂布层接触；6)解除对软质纳米压印模版的真空吸附，由于压印腔体内真空度足够低，涂布层中的聚合物胶体会在虹吸效应下自动填充压印模版表面结构，无需在模版背面另外施加压力；7)通过紫外曝光固化的聚合物胶体；8)揭下软质纳米压印模版，模版表面结构被转移至固化的的压印材料中。

【技术特征摘要】
1.真空负压纳米压印方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备软质纳米压印模版、基板和纳米压印材料；所述纳米压印材料采用可被紫外曝光固化的聚合物胶体，且聚合物胶体的粘稠度低于50mPa·s；2)将聚合物胶体涂布于基板顶面，形成厚度均匀的涂布层；3)将基板底面通过真空吸附平置固定于基板托盘顶面；将软质纳米压印模版通过真空吸附平置固定于模版固定盘底面，且软质纳米压印模版置于基板正上方；4)将软质纳米压印模版和基板置于密封的压印腔体中，压印腔体抽真空，真...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀然，
申请(专利权)人：苏州天仁微纳智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32