[发明专利]复制母模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如反光立体角片材、菲涅耳透镜元件、衍射光栅、影碟、光子晶体结构、微流体通道和眼科镜片等成形制品生产中使用的模具和具有微结构和/或纳米结构的表面的复制，以及该模具的制备工艺。

背景技术

减少制品和装置的尺寸在商业和工业应用中受到关注，例如在电子器件中装置已经做得越来越小。微结构和纳米结构装置(例如)可用于例如平板显示器、化学传感器和生物吸收基材的制品中。已发现微结构化制品可在商业上用于(例如)电致发光装置、显示装置的场致发射阴极、微流体膜和图案化的电子元件和电路中。

各种基于模具的微复制和纳米复制技术已有报道，例如纳米压花光刻、纳米压印光刻、紫外纳米压印光刻和步进闪光压印光刻。在纳米复制过程中，例如湿润性和模具与被复制的聚合物图案之间的粘合的界面现象可以对复制品的质量造成不良影响。由于纳米级特征的高表面积-体积比，这些影响对纳米级特征尤其重要。纳米复制应用中，其中模具的图案尺寸非常小(接近微米至纳米)，不能使用常规的模铸技术，因为模具上的厚脱模层可改变图案的特征维度。

发明内容

尽管已经开发出各种光刻技术以生产纳米大小的特征，但由于此类技术成本高、产出低，故不适用于大规模生产。需要进行若干改进，才能将“软”光刻技术切实应用于商业生产中，此类改进包括对准弹性体材料(例如PDMS)、更好地控制与弹性体材料相关的扭曲与变形、更好地重现转移自母模的图案、以及改善被转移图案单元的质量。

本发明提供将图案从有机硅子模具(由母模制成)转移至更加刚性并且耐用的材料，随后其充当生产用副母模的工艺。所述方法包括：提供图案化的有机硅子模具；将一层延展性金属沉积在所述子模具的图案化表面上；然后将一层镍金属沉积在所述子模具的图案化表面上；可任选地将以上步骤的制品固定至基材；并且将已沉积的具有图案化表面的镍层分离以产生副母模，在所述图案化表面上具有一层可延展的金属。

本发明提供由母模制造凹或凸副母模的方法。希望由母模制造副母模，因为这样可以制备母模的多个复制品，可用这些复制品来生产成形制品而无需依靠母模，并且通过平铺这些复制品可以更为高效地生产此类成形制品。

本发明所提供的方法可在由母模制备复制品模具(副母模)过程中重复使用，在此过程中母模保真度很少或没有降低，从而克服了本领域的难题。因此，此副母模根据需要可具有与母模或其凹模相同的图案。已经发现的是，可延展材料沉积层从子模具分离时优先粘附于镍沉积层，这改善了后续造模工艺的保真度，而通过(例如)蚀刻取下延展性金属层对后续造模工艺是有害的。

在一个实施例中，有机硅子模具为第一代子模具，其从母模直接制备，该制备方法包括：

a)提供在其表面上具有正图案的母模；

b)将具有正图案的母模与固化性有机硅接触并使其固化，

c)取出在其表面上具有负图案的固化有机硅模具(第一代子模具)，

d)首先将一层延展性金属沉积在负图案化的表面上；

e)然后将一层镍金属沉积在负图案化的表面上；

f)可任选地将步骤e的制品固定至基材；以及

g)将电镀后的具有负图案化表面的镍层分离以产生副母模，在所述图案化表面上具有一层可延展的金属。

在另一个实施例中，有机硅子模具为第二代子模具，其通过在第一代子模具上造模和固化的中间步骤制备，制备方法包括以下步骤：

a)提供在其表面上具有正图案的母模；

b)将母模与固化性有机硅接触并使其固化，

c)取出在其表面上具有负图案的固化有机硅模具(第一代子模具)，

d)将在其表面上具有负图案的固化有机硅模具与固化性有机硅以及脱模剂接触；

e)取出在其表面上具有正图案的固化的第二个有机硅模具(第二代子模具)；

f)首先将一层延展性金属沉积在正图案化的表面上；

g)然后将一层镍金属沉积在该正图案化的表面上；

h)可任选地将步骤g的制品固定至支承件；

i)将电镀后的具有正图案化表面的镍层分离以产生副母模，在所述图案化表面上具有一层可延展的金属。

应当理解，术语“正图案化表面”和“负图案化表面”仅表明图案彼此相反，而并非表明模具或其图案单元的空间关系。

如本文所用，冠词“一种”、“该”和“所述”与“至少一个”可互换地使用，表示一个或多个所描述的元件。

“蚀刻掩模”是指固定在与基材接近或接触的位置，以允许或者阻止基材区域暴露于光束或蚀刻束的结构。