[发明专利]一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法

说明书

本发明公开了一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，包括放卷辊、衬底、张紧辊、处理腔、支撑辊一、支撑辊二、支撑辊三、调节装置一、可调换式涂胶装置、红外线加热装置、调节装置二、换辊装置、背辊、刻蚀腔、导向辊和收卷辊，其中，放卷辊与收卷辊对衬底进行放卷和收卷，所有支撑辊及背辊进行支撑，调节装置一和调节装置二分别对可调换式涂胶装置及换辊装置进行调节，处理腔和刻蚀腔分别对衬底进行处理与刻蚀，红外线加热装置对光刻胶加热，导向辊对衬底进行导向，换辊装置进行压印辊的调换，共同协作完成压印流程。本发明解决了制备分级微结构需要多次模板对齐所需时间较长和对齐时易产生误差的问题，可以准确而又快速高效的制备分级微结构。

技术领域

本发明涉及纳米压印领域，尤指一种制备分级微结构的纳米压印装置及方法。

背景技术

纳米压印技术由华裔科学家周郁于1995提出，能够快速而又低成本的制造微纳图案，具有很大的市场前景。其中辊对辊纳米压印技术因其能够连续而又快速的制作大面积微纳图案，广泛为人们所研究。但由于纳米压印本身的固有限制，在进行高深宽比图案时压印时，应力过大易导致图案的破坏，因此，常规纳米压印难以进行分级微结构的制备。目前多采用光刻与刻蚀的方法来制备分级微结构，费时费力。《Fabrication of 3D nano-structures using reverse imprint lithography》（Kang-Soo Han等人）、《DirectPatterning of Robust One-Dimensional, Two-Dimensional, and Three-DimensionalCrystalline Metal Oxide Nanostructures Using Imprint Lithography andNanoparticle Dispersion Inks》（Rohit Kothari在等人）均提及了制备三维微结构的方法，通过涂抹类似平坦层的方法以制备多层次的栅型微结构，但大多需要模板的旋转并对齐，而每次对模板进行旋转都需要再次进行模板与衬底的精准对齐，费时费力。在制备分级微结构的过程中，对齐显得更为重要，但也将更为耗时耗力，《Fabrication of fillablemicroparticles and other complex 3D microstructures》（Kevin J. McHugh等人）在制备复杂微结构的过程中使用了掩模对准器来制备复杂的三维微结构。每次对模板进行调换都需要再次进行模板与衬底的精准对齐。因为如果发生错位将导致第二层微结构难以构筑到已经压印完毕的微结构上，从而导致压印失败，难以制备分级微结构。但频繁的精准对齐所需时间较长，且对齐期间易产生误差，难以准确而又快速高效的制备分级微结构，严重的制约的其发展。对于大面积的连续压印来说，对准则是动态的，这种动态对准的难度将比静态的难度高得多，所耗费的时间也相对较长，误差也更大，精度难以达到50μm以下。

发明内容

本发明目的是为了解决制备分级微结构需要多次的模板对齐，模板对齐所需时间较长和对齐期间易所产生的误差，难以准确而又快速高效的制备分级微结构的问题，提供一种制备分级微结构的纳米压印装置及方法。

根据本发明的目的提出一种制备分级微结构的纳米压印装置，其特征在于，包括：

放卷辊，所述的放卷辊由伺服电机进行控制，衬底包裹在放卷辊上，能够在放卷辊的带动下进行运动；

张紧辊，所述的张紧辊用于控制衬底的张紧程度；

支撑辊一、支撑辊二、支撑辊三，所述的支撑辊一、支撑辊二、支撑辊三用于对衬底进行支撑；

处理腔，所述的处理腔置于可调换式涂胶装置和放卷辊之间，用于将涂有平坦层的衬底平坦化；

可调换式涂胶装置，所述的可调换式涂胶装置固定在调节装置一上，可以用于在衬底上涂抹光刻胶和平坦层；