[发明专利]紫外光照微纳图形气压压印和光刻两用复制装置

说明书

技术领域

本发明涉及紫外光照微纳图形气压压印和光刻两用复制装置，属于微纳图形压印和光刻复制技术领域。

背景技术

随着高科技信息技术的高速发展，用光刻制作微纳图形的方法，如深紫外光刻、极紫外光刻、X射线光刻、离子束投影光刻、以及电子束光刻等制作微纳图形结构方法，已不能满足需要。并且这些方法都需要极短波长光源电磁辐射系统及光学系统，在技术上十分复杂，同时投资也都十分昂贵。

近年来国际上出现了操作简单、分辨力高、能用大批量压印来制作纳米图形结构的新技术，该技术是由包括微接触印刷法和毛细管微模制作法的软刻印技术发展起来的，是用有纳米图案的有弹性的印章或铸模将自组装单分子膜印制到基片上。压印技术的进步，使该软刻印技术又得到了进一步发展，出现了采用刚性压模的硬压印技术，在基片的聚合物薄膜上压出纳米级图形，分两种方法：热压雕板压印和步进闪光压印。前者由于要加高温，并加高压，同时又要降温到聚合物的玻璃态温度以下，压模和基片的膨胀系数不同，在压印过程中的变形使图形的对准套印带来了困难而显得不足；后者步进闪光压印，避免了前者的不足，尽管已研制出设备，也能大批量压印，但结构很复杂，价格很昂贵，设备技术还不完善，存在着压力不好控制，控制精度不高，加上由于基片的不平，对压印的成品率有较大影响，并且有效工作面积也较小等不足，即便有这些不足，也需要专门研制这样的压印设备装置，不利于推广应用。在通常的微纳图形结构制作实验室，为了复作微纳图形一般都需要光刻设备，如能将光刻和压印两种功能都集合在一个设备装置上那就更好了，可以节减设备成本，有利于推广应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：在于克服现有技术的不足，而提供一种紫外光照微纳图形气压压印和光刻两用复制装置，该装置压力控制方便，精度也较高，且可克服基片不平，带来压印的图形质量不好的问题，操作使用方便。

本发明的技术解决方案是：紫外光照微纳图形气压压印和光刻两用复制装置，其特征在于：它包括主机大基板、压模移动台系统、均匀照明系统、压模架、压模或掩模、基片或硅片、对准系统、照明均匀性检测系统和控制系统；在主机大基板上分别固定有压模移动台系统和位于压模移动台系统一侧的照明均匀性检测系统，其中照明均匀性检测系统通过支架与大基板连接；压模移动台系统安放于主机大基板的中心，由位于底层的XY手动台和通过连接座与XY手动台连接的XY压模移动台组成，XY压模移动台上支撑了压模架，压模架通过花样镜或压镜可以吸附住压模或掩模；压模或掩模也位于XY压模移动台和XY手动台两工作台上，并随着它们的运动而移动，压模或掩模的中心位于均匀照明系统的照明光轴的下方，调节XY手动台用于对压模或掩模观察对准调整；基片或硅片被吸附于位于压模移动台系统内腔的基片升降系统的承片调平台系统上，其中心也正对照明系统的照明光轴；均匀照明系统通过垂直旋转轴和支撑座与主机大基板连接，其照明光轴正位于压模架、压模或掩模及基片或硅片的正上方，对准系统连接在均匀照明系统的一侧，均匀照明系统和对准系统整体可绕垂直旋转轴在水平方向旋转，同时对准系统还可以前后移动，控制系统分别与XY压模移动台、均匀照明系统、照明均匀性检测系统相接，用于移动、光刻和测试的控制。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明克服了原压印制作设备昂贵、压力控制复杂、控制精度不高，效率低的缺点。原压印制作设备不仅需要有一套类似于光刻机的紫外光照明系统、粗精移动台系统、承片台系统、调平系统、对准系统和控制系统等，还要有一套带粗精压力传感伺服机构与控制系统、位置检测限位和压印移动导向与控制等系统，这些系统都比较复杂，要求也都比较高，同时目前压力传感精度较低，带来压力控制精度和效率都偏低；而本发明的气压法压印结构简单，压力控制方便，只需要精密压力表，可预先通过精密调好，调整的压力精度也较高，都有利提高压印图形质量和效率。

(2)本发明由于采用气压传递压力复制纳米图形，不是同原压印设备一样用机械机构把压力传递给压模周边，压模周边受到很大的向下压印力，而压模中间部分没有直接受到向下压印力，所以在压模上受到的压印力是不均匀的，特别在基片(或压模)不平，或压模(或基片)又较薄时影响了压印图形的质量和效果；而本发明气压法压印，在压模上所加的各处压力很均匀，在基片(或压模)较薄即使有些不平，也能使基片(或压模)自动变形，达到和压模(或基片)的面形一致完全贴合，克服由于基片(或压模)的面形不好带来压印的图形质量不好的问题。