使用金属模板的紫外纳米压印方法和设备技术

提供了使用金属模板的紫外纳米压印方法和设备。该方法包括：在待加工材料上提供光刻胶层；在所述光刻胶层上提供具有预置纳米结构图案的不透光金属模板并将所述预置纳米结构图案转移至所述光刻胶层；在所述待加工材料的背离所述光刻胶层的表面处提供导光装置，并在所述导光装置的至少一个侧面处提供紫外光源；以及通过所述导光装置改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一个侧面上的光线的传播方向以使所述光线朝向所述光刻胶层出射。出射。出射。

【技术实现步骤摘要】
使用金属模板的紫外纳米压印方法和设备


[0001]本公开的实施例涉及使用金属模板的紫外纳米压印方法和设备。

技术介绍

[0002]纳米压印技术是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。已知的纳米压印技术中，一般先在比如硅、石英等的衬底上形成通常结构复杂并且尺寸精密的期望图案以获得模板；然后在比如光刻胶的转移介质的辅助下通过对模板加压来复制模板上的期望图案；最终通过对光刻胶进行刻蚀将该期望图案转移到待加工材料上。
[0003]根据图案复制方式的不同，已知的纳米压印技术主要分为热塑压印(HEL)、紫外压印(UV
‑
NIL)和微接触压印(μCP)三个类别，其中，微接触压印一般用于医学生物领域；热塑压印需要先升温以熔融光刻胶、再降温以固化光刻胶，增加了工艺流程的时间并且提高了工艺流程的难度。
[0004]与工艺条件苛刻的热塑纳米压印技术相比，紫外纳米压印技术可以在常温下进行，具有产量高、成本低和工艺简单的优点。紫外纳米压印工艺过程中，通常使用紫外光源从上方进行照射，使得光线穿过模板到达光刻胶层，从而固化光刻胶层以复制图案。因此，紫外纳米压印工艺一般使用透光材料的衬底来制备模板，并且紫外光照的利用率和光刻胶的固化效率等都是影响紫外纳米压印技术中压印精度的关键因素。

技术实现思路

[0005]本公开的至少一个实施例提供了一种使用金属模板的紫外纳米压印方法及设备，其使得能够在紫外纳米压印技术中使用耐腐蚀、耐热、强度高、韧性好并且具有良好机械性能的不透光金属模板，同时提供确保压印精度的紫外光照利用率和光刻胶固化效率。
[0006]为实现上述目的，本公开的至少一个实施例采取以下技术方案。
[0007]本公开的实施例提供了一种使用金属模板的紫外纳米压印方法，包括：
[0008]在待加工材料上提供光刻胶层；
[0009]在光刻胶层上提供具有预置纳米结构图案的不透光金属模板并将所述预置纳米结构图案转移至所述光刻胶层；
[0010]在所述待加工材料的背离所述光刻胶层的表面处提供导光装置，并在所述导光装置的至少一个侧面处提供紫外光源；以及
[0011]通过所述导光装置改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一侧上的光线的传播方向以使所述光线朝向所述光刻胶层出射。
[0012]在一些示例中，在待加工材料上提供光刻胶层之前，所述方法还包括：将所述待加工材料置于不透光的支撑基板上；并且
[0013]在所述待加工材料的背离所述光刻胶层的表面处提供导光装置包括：将所述导光装置置于所述不透光的支撑基板上，使得所述导光装置位于所述待加工材料和所述不透光的支撑基板之间。
[0014]在一些示例中，在光刻胶层上提供具有预置纳米结构图案的不透光金属模板包括：在光刻胶层上提供具有预置纳米结构图案的金属镍模板。
[0015]在一些示例中，将所述预置纳米结构图案转移至所述光刻胶层包括：在朝向所述光刻胶层的方向上、通过机械方式或液压方式按压所述不透光金属模板。
[0016]在一些示例中，通过所述导光装置改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一侧上的光线的传播方向以使所述光线朝向所述光刻胶层出射包括：通过所述导光装置使所述光线经历光反射、光折射、光扩散和光会聚中的至少一种。
[0017]在一些示例中，在所述导光装置的至少一个侧面处提供紫外光源包括：在所述导光装置的相对两个侧面处提供紫外光源。
[0018]在一些示例中，所述待加工材料为聚合物材料。
[0019]在一些示例中，所述方法还包括：移除所述不透光金属模板，并刻蚀所述光刻胶层以暴露所述光刻胶层下方的所述待处理材料。
[0020]本公开的实施例还提供了一种用于上述紫外纳米压印方法的设备，包括：
[0021]不透光的支撑基板，用于承载待加工材料；
[0022]导光装置，设置于所述不透光的支撑基板上，在所述支撑基板承载所述待加工材料时位于所述待加工材料和所述支撑基板之间；以及
[0023]紫外光源，设置于所述导光装置的至少一个侧面处，其中
[0024]所述导光装置被配置为改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一个侧面上的光线的传播方向，以使所述光线朝向背离所述支撑基板的方向出射。
[0025]在一些示例中，所述导光装置包括导光板。
[0026]在一些示例中，所述导光板的厚度在0.1mm～10mm的范围内。
[0027]在一些示例中，所述导光板包括靠近所述支撑基板的第一表面和远离所述支撑基板的第二表面，所述导光装置还包括：
[0028]设置于所述导光板的所述第一表面的反射元件；以及
[0029]设置于所述导光板的所述第二表面的扩散元件。
[0030]在一些示例中，所述扩散元件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括阵列排布的多个微透镜结构。
[0031]在一些示例中，所述微透镜结构为球形曲面微透镜，直径在10μm～10mm的范围内。
[0032]在一些示例中，所述球形曲面微透镜的直径为50μm。
[0033]在一些示例中，所述紫外光源设置于所述导光装置的所述多个侧面中的相对两个侧面处。
[0034]本公开的实施例提供的紫外纳米压印方法和设备中引入了导光装置并将紫外光源设置于导光装置的侧面，通过导光装置将从其侧面入射的紫外光线的传播方向调整为朝向上方出射。以此方式，可在紫外纳米压印工艺中使用耐腐蚀、耐热、强度高、韧性好并且具有良好机械性能的金属材料制备模板，同时还能提供确保压印精度的紫外光照利用率和光刻胶固化效率。此外，由于导光装置采用了例如光学膜片的叠层结构，本公开实施例的紫外纳米压印设备结构紧凑并且仅占据较小的空间。
附图说明
[0035]通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
[0036]图1为一种使用镍模板的紫外纳米压印方法的示意图；
[0037]图2A
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2B为本公开的实施例提供的一种使用镍模板的紫外纳米压印方法的流程图；
[0038]图2C为图2A
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2B所示的使用镍模板的紫外纳米压印方法的实施示意图；
[0039]图2D为图2A
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2B所示的紫外纳米压印方法中使用的镍模板上形成的预置纳米图案的示意图；
[0040]图3为本公开的实施例提供的一种使用镍模板的紫外纳米压印方法的各步骤分解示意图；
[0041]图4为本公开的实施例提供的一种使用镍模板的紫外纳米压印方法中使用的设备的整体结构示意图；以及
[0042]图5示出了本公开的实施例提供的紫外纳米压印设备中导光装置的结构示意图。
具体实施方式
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用金属模板的紫外纳米压印方法，包括：在待加工材料上提供光刻胶层；在所述光刻胶层上提供具有预置纳米结构图案的不透光金属模板并将所述预置纳米结构图案转移至所述光刻胶层；在所述待加工材料的背离所述光刻胶层的表面处提供导光装置，并在所述导光装置的至少一个侧面处提供紫外光源；以及通过所述导光装置改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一个侧面上的光线的传播方向以使所述光线朝向所述光刻胶层出射。2.根据权利要求1所述的使用金属模板的紫外纳米压印方法，其中，在所述待加工材料上提供所述光刻胶层之前，所述紫外纳米压印方法还包括：将所述待加工材料置于不透光的支撑基板上；并且在所述待加工材料的背离所述光刻胶层的表面处提供导光装置包括：将所述导光装置置于所述不透光的支撑基板上，使得所述导光装置位于所述待加工材料和所述不透光的支撑基板之间。3.根据权利要求1所述的使用金属模板的紫外纳米压印方法，其中，所述具有预置纳米结构图案的不透光金属模板包括：具有预置纳米结构图案的金属镍模板。4.根据权利要求1所述的使用金属模板的紫外纳米压印方法，其中，将所述预置纳米结构图案转移至所述光刻胶层包括：在朝向所述光刻胶层的方向上通过机械方式按压所述不透光金属模板。5.根据权利要求1所述的使用金属模板的紫外纳米压印方法，其中，通过所述导光装置改变从所述紫外光源入射到所述导光装置的所述至少一个侧面上的光线的传播方向以使所述光线朝向所述光刻胶层出射包括：通过所述导光装置使所述光线经历光反射、光折射、光扩散和光会聚中的至少一种。6.根据权利要求1所述的使用金属模板的紫外纳米压印方法，其中，在所述导光装置的至少一个侧面处提供紫外光源包括：在所述导光装置的相对两个侧面处提供紫外光源。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗龙，
申请(专利权)人：镭亚电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：