[發明專利]紫外/熱壓固化型納米壓印方法與壓印機

無效

• 申請號: 200810235047.0
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN101403855A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 袁長勝;葛海雄;韓民;丁懷平;陳延峰
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

1、紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是壓印過程在真空環境下進行，壓印驅動力為可控平穩的高壓氣體并結合正負壓調節匹配的方法，承載基片與壓印模板的壓印平臺在與壓印基準面接觸壓印時，通過自動找平機構實現壓印過程。

2、根據權利要求1所述的紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是將紫外光曝光固化與加熱快速冷卻固化兩種手段集成為一體，即壓印基準面采用透紫外光的石英平板，壓印平臺集真空吸片、溫控加熱電爐與快速水冷裝置等為一體。

3、根據權利要求1所述的紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是初始階段對真空腔與緩沖均壓及調節空氣壓力的高壓艙體同時抽低真空，一旦壓印平臺與壓印基準面密接觸后，再撤去高壓艙內負壓，充入高壓氣體產生正壓進行壓印過程；另一手段是利用透紫外光的軟性硅橡膠涂層包裹壓印基片與壓印模板，以利用進一步緩沖與壓印基準面石英板的沖擊效應。

4、根據權利要求1所述的紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是在壓印實施過程中，壓印平臺與壓印基準面平板接觸并壓印時通過組合自動找平機構實現找平，該組合找平機構由波紋管高壓艙、鋼珠調控結構與銅半球環調控結構構成，并與高壓氣體緩沖勻壓及調節機構組合成一體。

5、根據權利要求1所述的紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是利用利用空壓機產生的壓縮空氣作為壓印驅動力，通過可控壓力表與電控閥門及管道再經壓力傳導與調節控制等裝置來執行壓印實施過程；壓力傳導與調節控制是通過下述波紋管高壓艙內施加的氣體正壓與艙體外部真空產生的負壓相匹配，高壓艙內抽真空產生的負壓相匹配，并結合利用透紫外光軟性硅橡膠涂層包裹壓印基片與壓印模板等手段，將高壓氣體柔緩均勻地傳導到壓印平臺上，對實施壓印中的壓力進行緩沖，勻壓以及調節與控制，實現樣品與模板、樣品模板與壓印基準面的柔性軟接觸，從而獲得大面積均勻的、高精度與高保真的納米圖案的轉移與復制。

6、根據權利要求1所述的紫外/熱壓固化型納米壓印方法，其特征是利用具有一定彈性的耐壓焊接波紋管和具有一定彈性系數的鋼性彈簧組合結構組成高壓艙體，即彈簧內置于波紋管高壓艙內部，彈簧伸縮方向與波紋管長度方向一致，并與下述自動找平調節機構和壓印平臺集成為一體，波紋管直徑100-180mm，自然長度120mm，抽縮行程150mm；在納米壓印實施過程中，既可利用紫外曝光進行納米圖案復制轉移，或選擇熱壓固化進行納米圖案復制轉移；納米圖案特征尺寸為：線寬5-5000nm，線空比為1∶0.1-1∶10，槽深1-1000nm。

7、紫外/熱壓固化型納米壓印機，其特征是，由以下部分構成：真空裝置、壓印基準面裝置、紫外燈曝光裝置、壓印平臺、真空吸片裝置、鎧裝溫控電爐加熱裝置，快速冷卻水裝置，壓力產生裝置，壓力傳導與緩沖控制裝置，壓印找平自動調節裝置；壓印真空環境之真空度為10-0.01Pa。

8、根據權利要求7所述的紫外/熱壓固化型納米壓印機，其特征是采用大功率紫外汞燈，功率為50-1000W，以及相關的透紫外石英窗口，雙面拋光石英平板壓印基準面、反射式聚光燈裝置等。壓印平臺上裝有采用鎧裝加熱絲密閉電爐裝置，熱電偶測溫與自動控溫裝置，加熱溫度范圍為30-500℃，以及與高平整度的環形槽鑄鋁真空吸片盤形成壓印平臺的集成一體化設置方案。壓印平臺上裝有冷卻水進行快速冷卻的裝置，以及將冷卻水路密封于加熱電爐盤底部的設置方案。

9、根據權利要求7所述的紫外/熱壓固化型納米壓印機，其特征是壓印基準面采用水平放置的固定型基準面方案，其基準面材料選用加厚的、經雙面拋光的、高平整度超光滑的石英平板玻璃，尺寸為直徑120mm，厚度為10mm。

10、根據權利要求7所述的紫外/熱壓固化型納米壓印機，其特征是壓印自動找平調節裝置的結構是：自動找平調節裝置由三部分構成，其中之一是上述耐壓波紋管的設置；其次采用環形鋼珠調控結構，即與聯接壓印平臺與波紋管高壓艙的自由升降傳導軸形成潤滑密配合的組合鋼珠，它們與傳導軸外部形成點式環形接觸，鋼珠直徑為5mm；另外采用銅半球環調控結構，即經精密加工的銅半球環，其內環為帶有臺階的空心圓柱形，通過其臺階與鋼珠外環潤滑密配合，外部為光滑的半球面形且與其匹配的同樣曲率的光滑不銹鋼支撐環結構間留有均勻間隙，該半球環內徑60mm臺階寬度4mm，外徑110mm，外球面曲率半徑250mm。