[發明專利]制作沖壓納米和/或微米結構的金屬印模的方法及裝置

在審

• 申請號: 201910244823.1
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110320743A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 克里斯汀·施奈德;安熱莉克·盧-迪尼;馬克·施尼佩爾;大衛·卡爾魏特;羅杰·克朗恩布爾;邁克爾·德維爾德;羅米·琳達·馬雷克
• 申請（專利權）人: 瑞士CSEM電子顯微技術研發中心
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;王春偉

1.一種制作用于在金屬裝置(4)上沖壓納米和/或微米結構的金屬印模(1)的方法，其中該方法至少包括以下給定順序的步驟，用于在金屬印模(1)的至少一表面部分上產生3D拓撲結構化的沖壓區域(3)：

a)提供具有表示所述納米和/或微米結構的主3D拓撲結構化表面(30a)的主工具(30)，并且在軟印模(31)的表面中復制所述主3D拓撲結構化表面(30a)，以形成軟印模3D拓撲結構化表面(31a)；

b)使用可聚合和/或可交聯有機壓印材料在軟印模3D拓撲結構化表面(31a)上形成壓印件(32)，以在壓印件(32)的相對側與金屬印模(1)的所述表面部分接觸之前、同時或之后，在壓印件(32)的一個面上形成壓印件3D拓撲結構化表面(32a)，并且去除所述軟印模(31)暴露所述壓印件3D拓撲結構化表面(32a)；

c)使用第一組蝕刻條件對所述壓印件3D拓撲結構化表面(32a)進行蝕刻開口，以僅將壓印件3D拓撲結構化表面(32a)的大部分凹陷部分暴露于空氣；

d)使用不同于第一組蝕刻條件的第二組蝕刻條件來蝕刻金屬印模(1)的金屬表面以形成所述3D拓撲結構化沖壓區域(3)。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述納米和/或微米結構是具有光柵(6)的光學衍射元件。

3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中在步驟a)和/或b)之前，對用于沖壓區域(3)的金屬印模的表面部分進行拋光，優選地使用機械、化學或組合的機械和化學拋光技術，優選地直到至少在用于沖壓區域(3)的金屬印模的表面部分中形成至多0.8微米、優選地至多0.5微米或至多0.3微米或至多0.23微米的表面粗糙度Ra(根據ISO4287:1997定義)。

4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述主工具(30)由光致抗蝕劑材料、玻璃、鎳墊片、熔融石英母片、溶膠-凝膠復制品或其組合制成。

5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中軟印模的材料，優選為彈性體的，是選自以下的聚合物或低聚物材料：基于硅的材料，優選基于有機硅的彈性體例如PDMS，基于氨基甲酸乙酯的材料，基于聚乙烯的材料例如聚對苯二甲酸乙二醇酯，基于聚丙烯的材料，聚丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PMAA)、聚甲基丙烯酸丙酯(PMAP)、聚甲基丙烯酸異丙酯，聚碳酸酯(PC)，聚酯(PES)，脂肪族或(半)芳香族聚酰胺(PA)，鹵化聚合物例如包括ETFE或PTFE的含氟聚合物，聚酰亞胺(PI)及其混合物和/或共聚物，

和/或其中在步驟a)中，使用熱或冷沖壓、紫外線沖壓、紫外線鑄造、熱鑄造或熱和紫外線鑄造或其組合來進行主3D拓撲結構化表面(30a)的復制，

和/或其中軟印模(31)被鑄造或層壓在優選地柔性支撐物，優選地箔片上，

和/或其中在步驟b)之前，軟印模材料被硬化和/或交聯和/或聚合。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中可聚合和/或可交聯有機壓印材料選自：包括基于甲基丙烯酸酯的材料的基于丙烯酸酯的材料、基于聚酯的材料、基于環氧的材料或基于氨基甲酸乙酯的材料，或其混合物和/或共聚物和/或接枝形式；

和/或其中可聚合和/或可交聯有機壓印材料是雙組分材料，優選地基于選自以下的材料：包括基于甲基丙烯酸酯的材料的基于丙烯酸酯的材料、基于聚酯的材料、基于環氧的材料或基于氨基甲酸乙酯的材料，或其混合物和/或共聚物和/或接枝形式；

和/或其中在步驟b)中，在移除所述軟印模(31)之前或之后，使用照射和/或加熱，優選地紫外線照射，來交聯和/或聚合壓印件(32)的材料，

和/或其中在步驟b)中，使用涂覆技術，優選地槽涂、鑄涂、旋涂、噴涂或其組合來將可聚合和/或可交聯有機壓印材料沉積在軟印模(31)上；

和/或其中在金屬印模(1)上施加壓印件(32)涉及：優選地使用填塞物，優選地可變形彈性填塞物，按壓位于軟印模(31)和金屬印模(1)之間的壓印材料，

和/或其中在軟印模3D拓撲結構化表面(31a)與可聚合和/或可交聯有機壓印材料接觸之前，將防粘材料施加到軟印模3D拓撲結構化表面(31a)。