一種熱納米壓印裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本實用新型涉及一種可用于器件制造如半導體器件，光學器件和生物微流體控器件等器件產品生產的一種熱納米壓印裝置，可實現lOOnm以下亞微米尺寸結構熱壓印工藝過程。
【背景技術】
[0002]納米壓印光刻技術(Nanoimprint Lithography, NIL)是由美國明尼蘇達大學納米結構實驗室Stephen Y.Zhou教授于1995年開始進行的開創性研究，是一種全新微納米圖形化的方法，使用壓印模具通過抗蝕劑的受力變形實現其圖形化的一種新型技術。
[0003]隨著近幾年納米壓印技術的發展，越來越多的領域使用納米壓印設備代替電子束光刻設備。其主要應用領域:高亮度光子晶體LED、高密度磁盤介質(HDD)、光學元器件(光波導、微光學透鏡、光柵、手機鏡頭)、生物微流控器件等領域，運用納米壓印技術可快速制備出微納米圖形結構，避免使用昂貴的光學系統，可降低了設備成本，具有較高的性價比；并且納米壓印設備操作簡單、性能可靠，重復性強。
[0004]目前納米壓印技術在LED NPSS(藍寶石納米結構圖形化)、光學及通訊、光晶體、激光器件、醫藥分析等方面具有廣泛的應用，于此同時對制作微納結構的設備提出了要求。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種可用于高分子膜的微納結構制造設備，如手機攝像頭、生物微流控、3D圖像顯示等，為薄膜結構微納圖形化提供了生產可能。
[0006]本實用新型本所采用的技術方案是:
[0007]該熱納米壓印裝置主要包含壓印裝置和控制裝置(未示出)；
[0008]壓印裝置主要有壓力腔、真空腔、加熱盤、壓印組合、找平機構、隔熱墊、冷卻管道等六大部分組成。
[0009]進一步地，所述壓印裝置和控制裝置通過電源線與數據線連接；
[0010]進一步地，所述壓力腔與真空腔通過鉸鏈相連接；
[0011]進一步地，所述壓力腔與真空腔通過安全扣進行鎖死；
[0012]進一步地，所述真空腔裝有接觸傳感器，當壓力腔與真空腔閉合式控制器壓印程序才能提供壓力；
[0013]進一步地，所述找平機構一種彈性材料，可通過壓力自動調節模板與襯底材料的平行；
[0014]進一步地，所述壓力腔與真空腔通過密封圈進行密封，密封圈材料可以是丁倩橡膠、硅膠、氟膠中的一種，但不限于上述密封材料；
[0015]進一步地，所述壓印組合包括壓印模板和襯底材料；壓印模板主要包括旭硝子玻璃壓印復合模板、PDMS復合模板、硅模板、石英模板、Ni模板等，但不限于以上所述壓印模板；
[0016]本實用新型整個壓印過程包括以下工藝步驟:
[0017]1)載片過程
[0018]首先，將襯底置于加熱盤上，將模板附在襯底上，附上耐高溫高壓的彈性膜，合上上腔；
[0019]2)抽真空過程
[0020]對下腔室進行抽真空，是下腔形成一定真空；
[0021]3)加熱加壓過程
[0022]對加熱盤進行加熱，加熱溫度到襯底高分子材料玻璃化溫度以上進行加壓過程，進行保壓；
[0023]4)冷卻泄壓過程
[0024]保壓完成后，進行冷卻，使溫度達到襯底高分子材料玻璃化溫度以下開始泄壓；
[0025]5)取樣
[0026]待溫度冷卻到室溫時進行取樣，進行下一樣品壓印工藝；
[0027]本實用新型的顯著優勢在于:1)可實現半自動化程序控制，用戶降低時間成本；2)引入接觸感應機構，避免安全隱患；3)壓印結果可靠，良率達99.5%以上；4)結構簡單，易于操作，5)可實現最小10nm結構的復制。
【附圖說明】
[0028]附圖以提供對本實用新型的進一步理解，將其并入并構成本實用新型的一部分，附圖用于說明本實用新型的實施例并與說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0029]圖la是本實用新型裝置等軸測結構示意圖
[0030]圖lb是本實用新型裝置俯視結構示意圖
[0031]圖lc是本實用新型裝置剖面結構示意圖
[0032]圖2是本實用新型裝置壓印組合示意圖
【具體實施方式】
[0033]以下將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0034]本實用新型本所采用的技術方案是:
[0035]如圖la-lc所示該熱納米壓印裝置主要包含有壓力腔1、真空腔2、加熱盤3、隔熱墊4、找平機構5、壓印組合6等六大部分組成。壓力腔1與真空腔2通過鉸鏈相連接，通過安全扣203進行鎖死；真空腔2裝有接觸傳感器202，當壓力腔與真空腔閉合式控制器壓印程序才能提供壓力；
[0036]所述找平機構一種彈性材料，可通過壓力自動調節模板與襯底材料的平行；
[0037]所述壓力腔1與真空腔2通過密封圈201進行密封，密封圈201材料可以是丁倩橡膠、硅膠、氟膠中的一種，但不限于上述密封材料；
[0038]所述壓印組合6包括壓印模板和襯底材料；壓印模板601主要包括旭硝子玻璃壓印復合模板、PDMS復合模板、硅模板、石英模板、Ni模板等，但不限于以上所述壓印模板；襯底材料602可以是PMMA、PET、PC等高分子材料中的一種，但不限于以上所述襯底材料；
[0039]本實用新型整個壓印過程包括以下工藝步驟:
[0040]1)載片過程
[0041]首先，將襯底材料602置于加熱盤3上，將壓印模板601附在襯底材料602上，附上耐高溫高壓的彈性膜材料，合上壓力腔1 ;
[0042]2)抽真空過程
[0043]對真空腔2進行抽真空，形成一定真空；
[0044]3)加熱加壓過程
[0045]對加熱盤3進行加熱，加熱溫度到襯底材料602玻璃化溫度以上進行加壓過程，進行保壓；
[0046]4)冷卻泄壓過程
[0047]保壓完成后，進行冷卻，使溫度達到襯底材料602玻璃化溫度以下開始泄壓；
[0048]5)取樣
[0049]待溫度冷卻到室溫時進行取樣，進行下一樣品壓印工藝；
[0050]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優選實施例已經對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
【主權項】
1.一種熱納米壓印裝置，其特征在于，主要包括:壓力腔(1)、真空腔(2)、加熱盤(3)、隔熱墊(4)、找平機構(5)、壓印組合(6)等六大部分組成；其中壓力腔(1)與真空腔(2)通過鉸鏈相連接，通過安全扣(203)進行鎖死，真空腔(2)裝有接觸傳感器(202)。2.如權利要求1所述的一種多頭納米壓印裝置，其特征在于，當壓力腔(1)與真空腔(2)閉合時，接觸傳感器(202)觸發，控制器壓印程序才能提供壓力。3.如權利要求1所述的一種多頭納米壓印裝置，其特征在于，壓力腔(1)與真空腔(2)通過密封圈(201)進行密封，密封圈(201)材料可以是丁倩橡膠、硅膠、氟膠中的一種。4.如權利要求1所述的一種多頭納米壓印裝置，其特征在于，找平機構一種彈性材料，可通過壓力自動調節模板與襯底材料的平行。5.如權利要求1所述的一種多頭納米壓印裝置，其特征在于，壓印組合包括壓印模板和襯底材料，其中壓印模板主要包括旭硝子玻璃壓印復合模板、PDMS復合模板、娃模板、石英模板、Ni模板中的一種。6.如權利要求5所述的一種多頭納米壓印裝置，其特征在于，襯底材料可以是PMMA、PET、PC等高分子材料中的一種。
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱納米壓印裝置，主要包括：壓力腔1、真空腔2、加熱盤3、隔熱墊4、找平機構5、壓印組合6等六大部分組成。壓力腔1與真空腔2通過鉸鏈相連接，通過安全扣203進行鎖死，密封圈進行密封；真空腔2裝有接觸傳感器202。當壓力腔與真空腔閉合時，壓印程序才能提供壓力，進行納米壓印過程，最終在PMMA，PC，PET等高分子薄膜上形成均勻的亞微米結構。
【IPC分類】G03F7/00
【公開號】CN205091541
【申請號】CN201520768338
【發明人】不公告發明人
【申請人】南京鵬派新材料科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月7日