凹模热压印中应用光刻胶整形改善填充和减少残胶的方法，属于微纳米加工方法；该方法在热压印之前加入了以下两个步骤：①首先对基片上的光刻胶薄层整形，获得与压模图案区域一致的光刻胶区域；②将压模与整形后的光刻胶区域对准；本发明专利技术实现了凹模压印和凸模压印各自优点的结合，兼具压模寿命长，易填充、残胶厚度小，容易脱模的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微纳米加工方法，涉及一种凹模热压印中应用光刻胶整形改善填充和降低残胶的方法。
技术介绍
应用纳米压印和反应离子刻蚀技术可以将复杂且昂贵的三维结构高产出且低成本的复制到各种各样的基底材料上。 热压印是纳米压印技术的一个分支，由St印hen Y. Chou于1995年首次提出并申请专利，参见专利US5772905 "Nanoimprint lithogr即hy"。相较于紫外压印，热压印拥有很广阔的聚合物选择范围，设备简单成本低，且对透明模板没有要求，因此得到了广泛的关注。 热压印中凸模要比凹模具有更好的填充效果。但是在很多情况下，凹模压印是不可避免的。 特别是对于顶端尖锐的三维结构，如果采用阳模，顶端在接近硬质基底的时候非常容易压碎；而凹模结构四周凸起的区域会防止图形的顶部接触到基底，因此可以极大延长昂贵压模的使用寿命。 此外复杂三维结构的常用加工方法多为直写技术，在使用正胶的情况下(相对于负胶，正胶具有更高的分辨率)，凹模加工所需曝光时间要显著小于凸模。且在很多曝光范围有限的情况下，制作凸模是极为困难的。 然而将凹模压印到基片上的薄光刻胶里是个很困难的工作。现有技术中，常用的方法是倒压印(1. T. Borzenko， et al. Polymer bonding process fornanolithogr即hy.APPLIED PHYSICS LETTERS. 2001，76(14) :2246-2248. 2. X. D. Huang， et al. Reversalimprinting by transferring polymer from mold to substrate. JOURNAL OF VACUUMSCIENCE&TECHN0L0GY B 2002,20(6) :2872-2876.)。但是在我们的实验和他人的文献中，发现倒压印具有以下缺点(l)因为压模做过抗粘连处理，所以甩胶十分困难；(2)由于得用粘度较大的胶，结果残胶较厚；(3)对于非周期的结构，光刻胶无法均匀附着；(4)甩胶时光刻胶边缘处会出现较大高度的隆起，增大了压印难度。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种，以实现凹模和凸模各自优点的结合，即凹模寿命长，凸模易填充、残胶厚度小。本专利技术的技术解决方案是在热压印之前加入了以下两个步骤 ①对基片上的光刻胶薄层整形，获得与压模图案区域一致的光刻胶区域； ②将压模与整形后的光刻胶区域对准。 所述的，光刻胶薄层整形包括光刻和刻蚀。 所述的，整形并对准后压模无图案区域下方没有或者仅有少量光刻胶。 本专利技术的良好效果在于 (1)使凹模热压印获得与凸模完全等效的填充过程，因而可以显著改善填充效果，縮短压印时间，提高压印效率； (2)可以获得更小的残胶厚度，这对于后续的刻蚀传递意义重大； (3)光刻胶整形精度与对准精度要求较低，数十微米量级，易于操作和实现； (4)在凹模的无图案区域下方没有光刻胶的粘附作用，减小了脱模所需的断裂能；此外没有光刻胶的空隙使刀片插入变得容易，并为刀片提供一个支点，因此显著降低了脱模难度。附图说明 图1为应用光刻胶整形的压印过程。 (a)涂胶； (b)光刻胶整形； (c)对准； (d)压印； (e)反应离子刻蚀。 图2为凹模即同心圆结构的连续浮雕微光学元件示意图及表面轮廓图。 (a)凹模示意图； (b)凹模中央环带及边缘环带表面轮廓图。 图3为相同压印参数条件下，传统凹模压印与光刻胶整形后压印的填充效果对比。 (a)传统凹模压印中央环带填充结果； (b)传统凹模压印边缘环带填充结果； (c)光刻胶整形后压印中央环带填充结果； (d)光刻胶整形后压印边缘环带填充结果； 图4为相同压印参数条件下，传统凹模压印与光刻胶整形后压印的残胶对比。 (a)传统凹模压印的残胶； (b)经整形后光刻胶圆半径为5. 05mm时的残胶； (c)经整形后光刻胶圆半径为5mm时的残胶。 图5为应用光刻胶整形，压印并刻蚀后的结果。 (a)中央环带SEM测试结果； (b)边缘环带SEM测试结果； (c)中央环带轮廓； (d)边缘环带轮廓。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实例进行详细描述。 本专利技术所提供的，其过 程包括以下步骤(l)将光刻胶均匀涂覆在基片上；(2)采用光刻或刻蚀工艺对涂覆在基片 上的光刻胶整形，获得与压模图形区域一致光刻胶区域；(3)将压模与整形后的光刻胶对 准；(4)热压印；(5)图形传递。 如图1所示，本专利技术在热压印复制连续浮雕微光学元件中应用光刻胶整形技术的 过程，具体包括以下步骤 如图l(a)所示，通过甩胶将光刻胶均匀附着于熔融石英基片上。光刻胶材料为 75Kg/mol聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，涂覆厚度为640nm。 本实例所用压模为同心圆结构的连续浮雕的微光学元件，如图2所示。压模图案 区域的半径为5mm，压模半径7mm，图案四周径向宽度2mm的圆环区域为高出中央浮雕顶部 110nm的无图案区域。 如图l(b)所示，采用反应离子刻蚀对光刻胶整形，获得半径为5mm的光刻胶圆区 域。 如图1 (c)所示，将压模与整形后的光刻胶对准。 如图l(d)所示，与凸模压印完全等效的凹模压印过程，压印参数18(TC，1000N， 15min。 相同压印参数条件下，传统凹模压印与光刻胶整形后压印的填充效果对比如图3 所示。传统凹模压印的中央环带和边缘环带的还存在着大量的不完全填充，如图3(a) (b) 所示；经光刻胶整形后压印的中央环带和边缘环带已经达到了完全填充，如图3(c) (d)所 示。 相同压印参数条件下，传统凹模压印与光刻胶整形后压印的残胶对比如图4所 示。传统凹模压印时图案区域残胶厚466nm，如图4(a)所示；经整形后光刻胶圆半径为 5. 05mm时，压印残胶后厚208nm，如图4(b)所示；与光刻胶圆半径为5mm时的残胶厚度几 乎一致，如图4(c)所示。这个实验结果表明(l)经光刻胶整形后压印残胶厚度显著降低； (2)该方法对光刻胶整形精度及对准精度要求较低。 如图l(e)所示，通过反应离子刻蚀将光刻胶结构传递到石英基片上，刻蚀参数功率60w，气压5Pa， 02流量1. 4sccm， CHF3流量50sccm，刻蚀结果如图5。 综上所述，本专利技术提供的三维凹模压印中应用光刻胶整形改善填充和减少残胶的方法实现了凹模压印和凸模压印各自优点的结合，兼具压模寿命长，易填充、残胶厚度小，容易脱模的优点。权利要求一种，其特征在于在热压印之前加入了以下两个步骤①首先对基片上的光刻胶薄层整形，获得与压模图案区域一致的光刻胶区域；②将压模与整形后的光刻胶区域对准。2. 根据权利要求1所述的， 其特征在于光刻胶薄层整形包括光刻和刻蚀。全文摘要，属于微纳米加工方法；该方法在热压印之前加入了以下两个步骤①首先对基片上的光刻胶薄层整形，获得与压模图案区域一致的光刻胶区域；②将压模与整形后的光刻胶区域对准；本专利技术实现了凹模压印和凸模压印各自优点的结合，兼具压模寿命长，易填充、残胶厚度小，容易脱模的优点。文档编号G03F7/00GK101702077SQ200910073198公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月13日 优先权日20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凹模热压印中应用光刻胶整形改善填充和减少残胶的方法，其特征在于在热压印之前加入了以下两个步骤：①首先对基片上的光刻胶薄层整形，获得与压模图案区域一致的光刻胶区域；②将压模与整形后的光刻胶区域对准。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金鹏，高育龙，李伟，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。