一种热纳米压印装置的制造方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本实用新型涉及一种可用于器件制造如半导体器件，光学器件和生物微流体控器件等器件产品生产的一种热纳米压印装置，可实现lOOnm以下亚微米尺寸结构热压印工艺过程。
【背景技术】
[0002]纳米压印光刻技术(Nanoimprint Lithography, NIL)是由美国明尼苏达大学纳米结构实验室Stephen Y.Zhou教授于1995年开始进行的开创性研究，是一种全新微纳米图形化的方法，使用压印模具通过抗蚀剂的受力变形实现其图形化的一种新型技术。
[0003]随着近几年纳米压印技术的发展，越来越多的领域使用纳米压印设备代替电子束光刻设备。其主要应用领域:高亮度光子晶体LED、高密度磁盘介质(HDD)、光学元器件(光波导、微光学透镜、光栅、手机镜头)、生物微流控器件等领域，运用纳米压印技术可快速制备出微纳米图形结构，避免使用昂贵的光学系统，可降低了设备成本，具有较高的性价比；并且纳米压印设备操作简单、性能可靠，重复性强。
[0004]目前纳米压印技术在LED NPSS(蓝宝石纳米结构图形化)、光学及通讯、光晶体、激光器件、医药分析等方面具有广泛的应用，于此同时对制作微纳结构的设备提出了要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种可用于高分子膜的微纳结构制造设备，如手机摄像头、生物微流控、3D图像显示等，为薄膜结构微纳图形化提供了生产可能。
[0006]本实用新型本所采用的技术方案是:
[0007]该热纳米压印装置主要包含压印装置和控制装置(未示出)；
[0008]压印装置主要有压力腔、真空腔、加热盘、压印组合、找平机构、隔热垫、冷却管道等六大部分组成。
[0009]进一步地，所述压印装置和控制装置通过电源线与数据线连接；
[0010]进一步地，所述压力腔与真空腔通过铰链相连接；
[0011]进一步地，所述压力腔与真空腔通过安全扣进行锁死；
[0012]进一步地，所述真空腔装有接触传感器，当压力腔与真空腔闭合式控制器压印程序才能提供压力；
[0013]进一步地，所述找平机构一种弹性材料，可通过压力自动调节模板与衬底材料的平行；
[0014]进一步地，所述压力腔与真空腔通过密封圈进行密封，密封圈材料可以是丁倩橡胶、硅胶、氟胶中的一种，但不限于上述密封材料；
[0015]进一步地，所述压印组合包括压印模板和衬底材料；压印模板主要包括旭硝子玻璃压印复合模板、PDMS复合模板、硅模板、石英模板、Ni模板等，但不限于以上所述压印模板；
[0016]本实用新型整个压印过程包括以下工艺步骤:
[0017]1)载片过程
[0018]首先，将衬底置于加热盘上，将模板附在衬底上，附上耐高温高压的弹性膜，合上上腔；
[0019]2)抽真空过程
[0020]对下腔室进行抽真空，是下腔形成一定真空；
[0021]3)加热加压过程
[0022]对加热盘进行加热，加热温度到衬底高分子材料玻璃化温度以上进行加压过程，进行保压；
[0023]4)冷却泄压过程
[0024]保压完成后，进行冷却，使温度达到衬底高分子材料玻璃化温度以下开始泄压；
[0025]5)取样
[0026]待温度冷却到室温时进行取样，进行下一样品压印工艺；
[0027]本实用新型的显著优势在于:1)可实现半自动化程序控制，用户降低时间成本；2)引入接触感应机构，避免安全隐患；3)压印结果可靠，良率达99.5%以上；4)结构简单，易于操作，5)可实现最小10nm结构的复制。
【附图说明】
[0028]附图以提供对本实用新型的进一步理解，将其并入并构成本实用新型的一部分，附图用于说明本实用新型的实施例并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[0029]图la是本实用新型装置等轴测结构示意图
[0030]图lb是本实用新型装置俯视结构示意图
[0031]图lc是本实用新型装置剖面结构示意图
[0032]图2是本实用新型装置压印组合示意图
【具体实施方式】
[0033]以下将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0034]本实用新型本所采用的技术方案是:
[0035]如图la-lc所示该热纳米压印装置主要包含有压力腔1、真空腔2、加热盘3、隔热垫4、找平机构5、压印组合6等六大部分组成。压力腔1与真空腔2通过铰链相连接，通过安全扣203进行锁死；真空腔2装有接触传感器202，当压力腔与真空腔闭合式控制器压印程序才能提供压力；
[0036]所述找平机构一种弹性材料，可通过压力自动调节模板与衬底材料的平行；
[0037]所述压力腔1与真空腔2通过密封圈201进行密封，密封圈201材料可以是丁倩橡胶、硅胶、氟胶中的一种，但不限于上述密封材料；
[0038]所述压印组合6包括压印模板和衬底材料；压印模板601主要包括旭硝子玻璃压印复合模板、PDMS复合模板、硅模板、石英模板、Ni模板等，但不限于以上所述压印模板；衬底材料602可以是PMMA、PET、PC等高分子材料中的一种，但不限于以上所述衬底材料；
[0039]本实用新型整个压印过程包括以下工艺步骤:
[0040]1)载片过程
[0041]首先，将衬底材料602置于加热盘3上，将压印模板601附在衬底材料602上，附上耐高温高压的弹性膜材料，合上压力腔1 ;
[0042]2)抽真空过程
[0043]对真空腔2进行抽真空，形成一定真空；
[0044]3)加热加压过程
[0045]对加热盘3进行加热，加热温度到衬底材料602玻璃化温度以上进行加压过程，进行保压；
[0046]4)冷却泄压过程
[0047]保压完成后，进行冷却，使温度达到衬底材料602玻璃化温度以下开始泄压；
[0048]5)取样
[0049]待温度冷却到室温时进行取样，进行下一样品压印工艺；
[0050]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
【主权项】
1.一种热纳米压印装置，其特征在于，主要包括:压力腔(1)、真空腔(2)、加热盘(3)、隔热垫(4)、找平机构(5)、压印组合(6)等六大部分组成；其中压力腔(1)与真空腔(2)通过铰链相连接，通过安全扣(203)进行锁死，真空腔(2)装有接触传感器(202)。2.如权利要求1所述的一种多头纳米压印装置，其特征在于，当压力腔(1)与真空腔(2)闭合时，接触传感器(202)触发，控制器压印程序才能提供压力。3.如权利要求1所述的一种多头纳米压印装置，其特征在于，压力腔(1)与真空腔(2)通过密封圈(201)进行密封，密封圈(201)材料可以是丁倩橡胶、硅胶、氟胶中的一种。4.如权利要求1所述的一种多头纳米压印装置，其特征在于，找平机构一种弹性材料，可通过压力自动调节模板与衬底材料的平行。5.如权利要求1所述的一种多头纳米压印装置，其特征在于，压印组合包括压印模板和衬底材料，其中压印模板主要包括旭硝子玻璃压印复合模板、PDMS复合模板、娃模板、石英模板、Ni模板中的一种。6.如权利要求5所述的一种多头纳米压印装置，其特征在于，衬底材料可以是PMMA、PET、PC等高分子材料中的一种。
【专利摘要】本实用新型公开了一种热纳米压印装置，主要包括：压力腔1、真空腔2、加热盘3、隔热垫4、找平机构5、压印组合6等六大部分组成。压力腔1与真空腔2通过铰链相连接，通过安全扣203进行锁死，密封圈进行密封；真空腔2装有接触传感器202。当压力腔与真空腔闭合时，压印程序才能提供压力，进行纳米压印过程，最终在PMMA，PC，PET等高分子薄膜上形成均匀的亚微米结构。
【IPC分类】G03F7/00
【公开号】CN205091541
【申请号】CN201520768338
【发明人】不公告发明人
【申请人】南京鹏派新材料科技有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月7日