[發明專利]基于范德華力的壓印脫模裝置及脫模方法

有效

• 申請號: 202110391856.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113085428B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 郭俊;任明俊;張鑫泉;張哲
• 申請（專利權）人: 霖鼎光學（上海）有限公司
• 主分類號: B44B5/00
• 分類號: B44B5/00;B44B5/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌;宋纓

本發明涉及一種基于范德華力的壓印脫模裝置及脫模方法，裝置包括真空腔箱體，所述真空腔箱體內設置有基平臺，所述基平臺用于放置待脫模的模板與薄膜，所述真空腔箱體內還包括升降平臺和起模刀；所述升降平臺在靠近所述基平臺的一面設置有吸附單體，所述吸附單體能夠與所述待脫模的薄膜產生范德華力；所述起模刀用于切入所述待脫模的模板與薄膜的粘合界面，且刀面與所述粘合界面始終保持共面。本發明能夠實現對大尺寸晶圓的模板與薄膜之間的一次性保留完整微結構的脫模。

技術領域

本發明涉及超精密制造技術領域，特別是涉及一種基于范德華力的壓印脫模裝置及脫模方法。

背景技術

本申請中薄膜指納米壓印中壓印膠固化后，壓印膠和襯底的總稱。本申請中模板與薄膜的粘合界面指的是模板與固化后壓印膠的粘合界面。

模板與薄膜之間的分離是納米壓印中的一個很重要的步驟，關系到模板上圖案(微結構)到壓印膠的成功轉印。

模板與薄膜之間進行脫模的方法有：手動脫模法，真空吸附拉脫法，吹氣法，超聲波震動法，低氣壓起模法。手動脫模法是最傳統的通過雙手脫模，模板與薄膜在脫模過程中會受力不均導致壓印圖案(微結構)受到損壞。真空吸附拉脫法是通過真空吸盤的真空吸力將模板和薄膜吸附的升降機構上，通過施加電場或者機械傳動驅動升降機構的升降運動產生拉力，實現脫模。所謂吹氣法是通過真空吸盤的真空吸力將模板和薄膜分別吸附到升降機構上，通過在模板與薄膜粘合的外部邊緣界面吹入壓縮空氣，將模板與薄膜的外邊緣分離。吹入的壓縮空氣產生的水平力結合升降機構的向下向上運動產生的拉力，實現模板與薄膜從四周到中心連續脫模。超聲波振動法是通過真空吸盤的真空吸力將模板和薄膜分別吸附到升降機構上，施加超聲波，利用固化后壓印膠與模板彈性模量從差異和對超聲波的吸收能力不同，導致壓印膠與模板產生不同的振動位移使得模板與壓印膠之間的粘合力下降，結合外部升降機構通過真空吸盤在模板和薄膜上產生拉力，實現脫模。低氣壓起模法是通過真空吸盤的吸力將薄膜吸附固定，模板尺寸很大，模板將脫模腔分為了上腔和下腔，上下腔不連通。模板一部分中心圓形區域與薄膜粘合，薄膜所在的下腔為低壓壓力環境，上腔為真空環境，通過下腔低壓壓力作用在模板上產生拉力，從四周向中心脫模。

由于模板與薄膜之間緊密粘連，為了在模板和薄膜上施加方向相反的拉力，目前脫模方法普遍特點是：利用外部氣壓與真空吸盤的壓差力，將模板或/和薄膜吸附固定在真空吸盤上，通過使兩個真空吸盤產生相對位移，從而在模板與薄膜之間施加拉力實現脫模。由于待脫模的模板與壓印膠之間不存在空氣，相比于外部氣壓是負壓，存在壓差力的作用，壓差力遠遠大于脫模力。脫模過程中，拉力不僅需要克服壓印膠與模板之間的粘合力，還需要克服壓差力。即使對壓印膠和模板進行了抗粘連處理，在壓印膠和模板分離時，由于壓差力的作用，依然會出現壓印圖案(微結構)斷裂受損導致模板和薄膜損壞。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于范德華力的壓印脫模裝置及脫模方法，實現對大尺寸晶圓的模板與薄膜之間的一次性保留完整微結構的脫模。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于范德華力的壓印脫模裝置，包括真空腔箱體，所述真空腔箱體內設置有基平臺，所述基平臺用于放置待脫模的模板與薄膜，所述真空腔箱體內還包括升降平臺和起模刀；所述升降平臺在靠近所述基平臺的一面設置有吸附單體，所述吸附單體能夠與所述待脫模的薄膜產生范德華力；所述起模刀用于切入所述待脫模的模板與薄膜的粘合界面，且刀面與所述粘合界面始終保持共面。

所述吸附單體有多個，其中，一個吸附單體布置在所述待脫模的模板與薄膜之間粘連力最小的位置，其余吸附單體布置在與所述粘連力最小的位置與所述待脫模的模板的中心位置的連線相互垂直的若干揭開線上。

所述揭開線沿著所述邊緣位置與所述待脫模的模板的中心位置的連線均勻分布。

所述揭開線的兩端分別布置一個所述吸附單體，兩個所述吸附單體之間均勻分布若干個所述吸附單體。