外置滾對平面微納米光刻壓印光源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微納米制造技術，尤其是一種外置滾對平面微納米光刻壓印光源裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在光刻壓印技術中，為增大壓印裝置中模具的適用范圍和提高給定襯底區域內的特征密度，已經促進了浸沒光刻和極紫外光刻技術的發展，但是它們的價格都相當曰蟲印貝ο
[0003]光刻壓印是將壓印模板上的圖案壓印到襯底上，這種技術既經濟又可靠，并能獲得更小的幾何特征。該技術的優勢在于壓印模板上特征圖案的密度決定了它的分辨率，而不受限于輻射源的發射波長或投影系統的孔徑大小。
[0004]申請人在先申請的中國專利(申請號:201410101905.8)公開了一種滾對平面光刻壓印中紫外燈光源結構，包括紫外燈光源和能夠控制所述光源光照強度變化的控制電路，所述紫外燈光源包括拋物面型燈罩、紫外燈管和凸透鏡柱，所述紫外燈管安裝在所述燈罩的拋物線焦點上，經過拋物面型燈罩的反射作用，就會形成一束平行光柱，凸透鏡柱安裝在拋物面的開口處，平行光柱經過凸透鏡柱的折射作用后在其焦點處匯聚成一條直線，凸透鏡柱的一個焦點在滾對平面式光刻壓印的加工區域上，也就是凸透鏡柱的焦點位于滾筒模具表面和襯底的切線上；所述紫外燈光源與滾筒模具的芯軸之間在輥壓印模具繞芯軸旋轉時，保持位置不變。
[0005]該專利申請中要將紫外光源結構置于狹小的滾筒內部，使整個裝置非常復雜、散熱困難，導致滾筒和模具的熱脹冷縮變形，從而嚴重影響加工精度，同時還對模具材料的強度、耐磨性和透光性等都提出了更高要求，實現起來困難重重。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種外置滾對平面微納米光刻壓印光源裝置，可以使滾筒制作的小而精確，從而提高模具的加工精度和工件圖案的加工質量，降低了對模具材質的要求，節約成本，增加紫外光源燈的壽命；還能根據光刻壓印機的工作速度，自動調整光源的光強，并依據滾筒大小調節整個光源的照射角度和凸透鏡的位置，使外置紫外光源適應不同直徑的壓印滾筒。
[0007]為實現上述目的，本發明采用下述技術方案:
[0008]一種外置滾對平面微納米光刻壓印光源裝置，包括設置于滾筒模具外部的紫外燈光源和能夠控制所述光源光照強度變化的控制電路，所述紫外燈光源包括拋物面型燈罩、紫外燈管、凸透鏡柱、紫外燈管位置調整單元、凸透鏡柱位置調整單元和紫外燈光源角度調整單元；
[0009]所述紫外燈光源角度調整單元包括供拋物面型燈罩頂部活動連接的旋轉軸，該旋轉軸兩端固定于機身兩側板上，機身側板固定有兩個以機身中心線為對稱的光源角度調整圓弧板，拋物面型燈罩對稱地固定于兩光源角度調整圓弧板之間，每一個光源角度調整圓弧板中部均開有一個沿所述圓弧板中心線對稱的圓弧槽，圓弧槽中設置有連接于拋物面型燈罩側板的第一連接件。
[0010]機身的兩側板上開有近似圓形的孔，整個外置滾對平面微納米光刻壓印光源裝置就安裝在該孔里面；
[0011]所述凸透鏡柱位置調整單元包括用于固定凸透鏡柱兩端的兩對上、下夾緊塊，每對上、下夾緊塊兩側各有一螺釘固定，將凸透鏡柱夾緊，同時在凸透鏡柱夾緊塊的兩側以凸透鏡中心線為對稱的布置四對推壓螺栓，用于調整凸透鏡柱中心線到滾壓印工作區的距離。調整時，先松開凸透鏡柱四角安裝在夾緊塊上的四對推壓螺栓，四個推螺栓(g) —起擰緊，是將凸透鏡柱到工作區的距離調近；四個壓螺栓(a) —起擰緊，是將凸透鏡柱到工作區的距離調遠。最后調整好后要使滾筒模具表面與襯底的切線和凸透鏡柱的焦線平行，該兩條平行線之間的距離越近越好，但是紫外燈光源的光線不能落在滾壓印模具上；
[0012]所述控制電路包括增量式光電編碼器、鑒相和放大電路，所述增量式光電編碼器就固定在帶模具滾筒的驅動電動機后面，當控制器驅動電機運轉時，固定在電機后面的增量式光電編碼器的編碼盤就會旋轉，裝在編碼盤一側的光電元件就會有光敏電壓產生(如果電路形成閉合回路的話就有電流出現)，該編碼器中的光敏電流信號經鑒相和功率放大電路放大后，作為紫外燈光源燈管的電源，用來控制光的強度，這樣就能使得紫外燈光源的光照強度隨滾筒模具的轉速改變而改變，滾筒模具的轉速越大光照強度就越強；
[0013]所述紫外燈管位置調整是由設置于紫外燈管座后面的調整墊板來完成，紫外燈管就安裝于紫外燈管座中，紫外燈管通過燈管座及其后面的調整墊板和緊固螺絲安裝于拋物面型燈罩的拋物線焦點上。由于制造誤差的存在，使得紫外燈管的中心線或多或少地偏離拋物面型燈罩的焦線，通過加工燈管座后面的調整墊板，使所述拋物面型燈罩焦線與燈管中心線同軸，如果實際誤差過大，拋物面型燈罩射出的光線就不在是平行光柱，影響后續凸透鏡柱的聚焦和產品的加工質量。如果整塊的調整墊調節達不到要求，可將調整墊切成小段，逐段調整使之達到所要求的同軸度，調整好后再將紫外燈管座固定螺絲擰緊即可；
[0014]而固定在驅動電機另一端的聯軸器就會帶動裝有壓印模具的滾筒滾過帶有半固體光敏介質的襯底，凸形圖案特征和凹形圖案特征就會對偶地留在半固體光敏介質上，而整個襯底是和工作臺送進機構一起運動，工作臺送進機構的瞬時直線速度和壓印模具在工作位置的瞬時線速度是相等的，從而實現整個外置光源光刻壓印機的滾對平面的壓印過程。
[0015]本發明是在先申請的《滾對平面光刻壓印中紫外燈光源結構》(申請號:201410101905.8)的基礎上發展起來的，其將紫外光源外置，不僅避免了原申請要將紫外光源結構置于狹小的滾筒內部，使整個裝置非常復雜、散熱困難，導致滾筒和模具的熱脹冷縮變形，從而嚴重影響加工精度，同時還對模具材料的強度、耐磨性和透光性等都提出了更高要求，實現起來困難重重。
[0016]本發明的紫外光源結構可以使滾筒制作的小而精確，從而提高了模具的加工精度和工件圖案的加工質量，降低了對模具材質的要求，節約了成本，增加了紫外光源燈的壽命。還可根據光刻壓印機的工作速度，自動調整光源的光強度，并依據滾筒大小調節整個光源的照射角度和凸透鏡的位置，使外置紫外光源適應不同直徑的壓印滾筒，讓壓印后的半固體光敏介質剛剛脫離與滾筒的接觸就能受到聚焦的線光源的照射而固化。
[0017]本發明的工作原理:
[0018]當半固體光敏介質平鋪在滾壓印襯底上后，就將該襯底放在滾對平面微納米光刻壓印機的送進臺上固定，機器的送進機構開始向加工區運動，同時整個滾壓印模具裝置也向下運動，當送進機構進入到工作區后，滾壓印模具就壓(這個壓力是固定不變的)到帶半固體光敏介質的襯底上，這時帶滾壓印模具的滾筒在驅動電機的帶動下開始轉動，送進臺裝置帶著滾壓印襯底與模具作同步運動，在整個滾壓印過程中，應保持送進機構的瞬時直線速度和滾筒上壓印模具的瞬時線速度是相等，而固定在驅動電機后面的增量式光電編碼器的編碼盤就會跟著驅動電機旋轉，裝在編碼盤一側的光電元件就會有光敏電壓產生(如果電路形成閉合回路的話就有電流出現)，該編碼器中的光敏電流信號經鑒相和功率放大電路放大后，作為紫外燈光源燈管的電源，用來控制光的強度，這樣就能使得紫外燈光源的光照強度隨滾筒模具的速度改變而改變，滾筒模具的速度越大光照強度就越強；而固定在驅動電機另一端的聯軸器就會帶動裝有壓印模具的滾筒滾過帶有半固體光敏介質的襯底，特征圖案就留在半固體介質上，而整個襯底是通過送進機構一起運動，送進機構的瞬時直線速度和滾筒上壓印位置的瞬時線