用于压印微米结构和/或纳米结构的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于将结构压印到压印料中的装置(1)，所述装置具有用于将所述结构压印到所述压印料中的结构印模(4,4',4'',4''',4iv,4v,4vi,4vii,4viii)，其特征在于，在压印和与所述压印料分离期间，结构印模(4,4',4'',4''',4iv,4v,4vi,4vii,4viii)能够保持在恒定的局部应变下。的局部应变下。的局部应变下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于压印微米结构和/或纳米结构的装置和方法


[0001]本专利技术涉及根据并列权利要求的用于压印微米结构和/或纳米结构的装置和方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，微米结构和/或纳米结构通过光刻和/或借助压印光刻制造。压印光刻理解为如下方法，在该方法中通过印模将微米和/或纳米尺寸的结构压印到材料中。该材料是施加到基底上的印模材料。近年来，这种压印方法变得越来越重要，因为所述压印方法可以比许多光刻方法更快、更有效和更成本适宜地执行。此外，已经表明，借助压印光刻方法可以实现的分辨率绝不逊于借助光刻技术可以实现的分辨率。在一些情况下，例如在所谓的“首次印刷”中，使用压印光刻可以获得比使用传统光刻更好的分辨率。
[0003]已知的装置的大多数实施方式被安装到所谓的掩模对准器中或被构造为独立设备，但所述装置不能处理大于300mm的基底。对准器特别适用于特殊的压印设备，因为所述对准器已经在半导体工业中广泛用于光刻。由此，对于供应商而言适宜的是，提供扩展件和附件，这些扩展件和附件可以构建或增强已知的掩模对准器技术。掩模对准器的主要优势在于，在大多数情况下，掩模对准器已经提供光学系统、尤其是灯罩，其用于尤其是全面地照亮基底和因此被压印的印模材料。
[0004]除了修改或扩展的掩模对准器外，还存在自身的压印设备，这些压印设备基于或针对特殊的事实方式构造。这些设备大多是对准设备，所述对准设备能以高的精度将印模与基底对准。此外，这些设备可以具有用于产生真空的可行方案，特殊的配料设备等。这种压印设备仅几乎没有可能在大于300毫米的基底上对印模材料进行压印。
[0005]存在可实现用于显示设备、即显示器、尤其是弯曲或平面屏幕的结构的制造的压印设备。
[0006]存在有五种已知的压印光刻技术：
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微接触印刷和/或纳米接触印刷(μ/nCP)
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复制模塑(REM)
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微转移模塑(μTM)或纳米压印光刻(NIL)，
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毛细管中的微成型(MIMIC)，
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溶剂辅助微成型(SAMIM)。
[0007]众所周知，压印印模可分为两大族：可以使用硬印模(由金属、陶瓷材料或大体积的玻璃或塑料制成)或所谓的软印模(由聚合物、硅树脂等制成)。
[0008]弹性体印模作为主版的阴模制造。主印模是由金属、玻璃、石英玻璃、塑料或陶瓷构成的硬印模，该硬印模通过相应耗费的工艺一次地制成。然后可以从主版制造任意数量的弹性体印模。弹性体印模实现在大表面上进行保形、均匀的接触。弹性体印模要与其主印模和压印产品分离。这是弹性体印模的低表面能的结果，所述表面能借助功能化、尤其是覆层来实现。弹性体印模比硬印模更容易与基底分离。
[0009]为了软光刻工艺的自动化实现，需要通过载体支持弹性体印模。目前使用具有不同厚度的玻璃载体基底。然而，由于使用厚的玻璃基底，弹性体印模至少部分失去其柔性。一方面，玻璃载体是由玻璃构成的足够薄的载体，所述载体为弹性体印模提供必要的稳定性，但另一方面，玻璃载体具有足够的柔性以实现必要的柔性。
[0010]弹性体印模的其他实施方式作为由弹性体或聚合物构成的层系统制造：机械性能、如稳定性、弹性、平整度、粗糙度等可受到载体弹性体的显著影响。印模的结构由印模材料制成，尤其是借助主版的模制来产生。
[0011]主版尤其可以在分步重复工艺(S&R工艺)中制造。特别是当必须制造非常大的主版时，这是有利的。该主版通过另一个主版
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主版制造。然而，在技术术语中，用于模制软印模的主版通常称为子主版，用于制造子主版的主版称为主版。所以定义可能会有所不同。已公开：用于模制软印模的尤其大面积的主版(或子主版)可以通过重复压印工艺(分步重复工艺)制造，其特征在于在一个第一部位处压印，然后移动主版
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主版(或主版)，并且在此之后至少再压印一次。
[0012]此外可以设想，在分步重复工艺中使用主版，以便直接压印弹性体印模。特别是当弹性体印模非常大时，这是有利的。在此，使主版移动到第一位置处，在那里压印弹性体印模，然后移动到不同于第一位置的第二位置并再次压印。可以如此频次地重复此工艺，直到产生任意大小的弹性体印模。尤其是，弹性体印模的单个压印部位可以被无缝压印。
[0013]使用刚度载体通常难以在压印工艺之后自动分离印模和基底，由此压印光刻的工艺自动化和工业可用性仅变得困难。
[0014]印模的另一个普遍性问题在于，印模往往仅具有受限的大小。由此，不容易压印大面积。连续压印的一种可行方案是辊印模，但在这里不应再进一步讨论所述辊印模。对于在大的基底，尤其是板上压印微米和/或纳米尺寸的结构，在现有技术中仅存在非常少的并且特别是没有成熟的设备或方法。
[0015]另一个问题在于印模从面的脱离。必须精确控制印模脱离，从而在印模的脱模时被压印的结构和印模不被损坏。
[0016]另一个问题，尤其是用于大的基底的印模的问题在于，用于压印或用于将基底与印模分离的距离需要至少两倍于基底特征长度的距离。因此，这种装置占用了极其昂贵的洁净室面积。换言之，印模的脱离的问题在于，如果分离基于线性抬起运动，则将印模与压印面分离所需的空间与印模的长度或直径成比例。换言之，这种方法是以高的剪切力将柔性印模从基底剥离。
[0017]因此，用于线性抬起运动的压印装置的分离机构需要可通过印模的长度、印模的弹性和粘合性确定的、可通过实验求取的距离，该距离必须被印模的一侧经过以将印模与基底分离。所述距离可以借助修改后的切线杆来描述。由于切线杆的长度是可变的，因此张紧的印模的长度发生变化。印模的长度变化在没有附加补偿的情况下改变材料应力，这也意味着印模尺寸稳定性方面的变化。
[0018]分离机构的替代实施方式使用换向辊以使分离设计得更有效。在换向辊处改变印模的方向，从而与没有换向辊的实施方式相比，可以减少装置的空间需求。当印模改变方向时，力作用和因此印模中应力张量的各个分量都发生变化，因此确保不了印模的恒定的尺寸稳定性。
[0019]在带有切线杆的分离机构中以及在带有换向辊的分离机构中都不能确保印模的恒定尺寸稳定性，尽管在整个压印过程期间印模的恒定尺寸稳定性是所有压印过程的一个基本重要方面。
[0020]用于表面的微米结构和/或纳米结构的现有技术主要包括光刻和不同的压印技术。压印技术要么以硬印模要么以软印模工作。近来，特别是压印光刻技术已经贯彻并正在取代经典的光刻技术。在压印光刻技术下，特别是使用所谓的软印模正变得越来越流行。原因在于印模易于制造、压印过程高效、相应的印模材料的表面性能非常好、成本低、压印产品的可重复性，并且最重要的是压印和脱模期间印模的弹性变形的可能性。在软光刻中，使用由具有微米或纳米结构化表面的弹性体构成的印模以用于制造10nm至超过1000μm范围内的结构。
[0021]除了利用印模进行的压印光刻的优点以外，同一技术也有缺点，所述缺点由印模的弹性造成，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于将结构压印到压印料中的装置(1)，所述装置具有用于将所述结构压印到所述压印料中的结构印模(4,4',4'',4''',4iv,4v,4vi,4vii,4viii)，其特征在于，在压印和与所述压印料分离期间，结构印模(4,4',4'',4''',4iv,4v,4vi,4vii,4viii)能够保持在恒定的局部应变下。2.根据权利要求1所述的装置(1)，所述装置具有用于将所述结构印模(4,4',4'',4''',4iv,4v,4vi,4vii,4viii)的结构压制到所述压印料中的压印辊(6,6',6'',6''')，其中，所述压印辊(6,6',6'',6''')具有用于在压印之后抬起所述结构印模(4,4',4'',4'...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：EV集团E，
类型：发明
国别省市：