[发明专利]紫外/热压固化型纳米压印方法与压印机

权利要求书

1、紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是压印过程在真空环境下进行，压印驱动力为可控平稳的高压气体并结合正负压调节匹配的方法，承载基片与压印模板的压印平台在与压印基准面接触压印时，通过自动找平机构实现压印过程。

2、根据权利要求1所述的紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是将紫外光曝光固化与加热快速冷却固化两种手段集成为一体，即压印基准面采用透紫外光的石英平板，压印平台集真空吸片、温控加热电炉与快速水冷装置等为一体。

3、根据权利要求1所述的紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是初始阶段对真空腔与缓冲均压及调节空气压力的高压舱体同时抽低真空，一旦压印平台与压印基准面密接触后，再撤去高压舱内负压，充入高压气体产生正压进行压印过程；另一手段是利用透紫外光的软性硅橡胶涂层包裹压印基片与压印模板，以利用进一步缓冲与压印基准面石英板的冲击效应。

4、根据权利要求1所述的紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是在压印实施过程中，压印平台与压印基准面平板接触并压印时通过组合自动找平机构实现找平，该组合找平机构由波纹管高压舱、钢珠调控结构与铜半球环调控结构构成，并与高压气体缓冲匀压及调节机构组合成一体。

5、根据权利要求1所述的紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是利用利用空压机产生的压缩空气作为压印驱动力，通过可控压力表与电控阀门及管道再经压力传导与调节控制等装置来执行压印实施过程；压力传导与调节控制是通过下述波纹管高压舱内施加的气体正压与舱体外部真空产生的负压相匹配，高压舱内抽真空产生的负压相匹配，并结合利用透紫外光软性硅橡胶涂层包裹压印基片与压印模板等手段，将高压气体柔缓均匀地传导到压印平台上，对实施压印中的压力进行缓冲，匀压以及调节与控制，实现样品与模板、样品模板与压印基准面的柔性软接触，从而获得大面积均匀的、高精度与高保真的纳米图案的转移与复制。

6、根据权利要求1所述的紫外/热压固化型纳米压印方法，其特征是利用具有一定弹性的耐压焊接波纹管和具有一定弹性系数的钢性弹簧组合结构组成高压舱体，即弹簧内置于波纹管高压舱内部，弹簧伸缩方向与波纹管长度方向一致，并与下述自动找平调节机构和压印平台集成为一体，波纹管直径100-180mm，自然长度120mm，抽缩行程150mm；在纳米压印实施过程中，既可利用紫外曝光进行纳米图案复制转移，或选择热压固化进行纳米图案复制转移；纳米图案特征尺寸为：线宽5-5000nm，线空比为1∶0.1-1∶10，槽深1-1000nm。

7、紫外/热压固化型纳米压印机，其特征是，由以下部分构成：真空装置、压印基准面装置、紫外灯曝光装置、压印平台、真空吸片装置、铠装温控电炉加热装置，快速冷却水装置，压力产生装置，压力传导与缓冲控制装置，压印找平自动调节装置；压印真空环境之真空度为10-0.01Pa。

8、根据权利要求7所述的紫外/热压固化型纳米压印机，其特征是采用大功率紫外汞灯，功率为50-1000W，以及相关的透紫外石英窗口，双面抛光石英平板压印基准面、反射式聚光灯装置等。压印平台上装有采用铠装加热丝密闭电炉装置，热电偶测温与自动控温装置，加热温度范围为30-500℃，以及与高平整度的环形槽铸铝真空吸片盘形成压印平台的集成一体化设置方案。压印平台上装有冷却水进行快速冷却的装置，以及将冷却水路密封于加热电炉盘底部的设置方案。

9、根据权利要求7所述的紫外/热压固化型纳米压印机，其特征是压印基准面采用水平放置的固定型基准面方案，其基准面材料选用加厚的、经双面抛光的、高平整度超光滑的石英平板玻璃，尺寸为直径120mm，厚度为10mm。

10、根据权利要求7所述的紫外/热压固化型纳米压印机，其特征是压印自动找平调节装置的结构是：自动找平调节装置由三部分构成，其中之一是上述耐压波纹管的设置；其次采用环形钢珠调控结构，即与联接压印平台与波纹管高压舱的自由升降传导轴形成润滑密配合的组合钢珠，它们与传导轴外部形成点式环形接触，钢珠直径为5mm；另外采用铜半球环调控结构，即经精密加工的铜半球环，其内环为带有台阶的空心圆柱形，通过其台阶与钢珠外环润滑密配合，外部为光滑的半球面形且与其匹配的同样曲率的光滑不锈钢支撑环结构间留有均匀间隙，该半球环内径60mm台阶宽度4mm，外径110mm，外球面曲率半径250mm。