CN105745575B - 用于压印结构的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于使用具有至少一个压印结构(2)的模具(1)来压印至少一个微结构或纳米结构的方法,所述方法包含以下步骤,具体地以下顺序:相对于剂量给料装置(4)使模具(1)的压印结构(2)定向,借助于剂量给料装置(4)将印制材料(6)剂量给料至压印结构(2)中,至少部分地固化印制材料(6),以及压印该印制材料(6)。所述方法的特征在于,至少在剂量给料步骤中,压印结构(2)指向重力方向(G)。本发明还涉及一种对应装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用具有至少一个压印结构的压印模在载体衬底上压印具有至少一个微结构或纳米结构的单透镜的方法以及一种用于压印至少一个微结构或纳米结构的装置。
背景技术
更大程度上使用印刻微影术执行微米和/或纳米范围中的结构的产生。近年来,相比于光刻微影术,印刻微影术始终能够保持其本身。印刻微影术的优势主要在于产生纳米范围中的结构的可能性,借助于光刻微影术,纳米范围中的结构的产生将完全不可行或将极其昂贵。如今,能够在衬底的表面上的批量加工中以高精确度及准确性产生纳米和/或微米范围中的图案。尽管印刻微影术的优势主要在于产生纳米范围中的结构,但在针对印刻技术的微米范围中(更具体地在透镜压印技术中)也存在非常大领域的应用。
透镜压印技术能够在压印技术中用于产生所谓的单体透镜晶圆。生产工艺被称为单体透镜模制(英文:monolithic lens molding,简称为MLM)。使用此技术,若干透镜作为一个衬底以及相同衬底的一部分产生。透镜并不彼此分开且因此也不必需依赖于载体衬底,不过能够产生至载体衬底或任何其它第二衬底的连接。
在另一压印技术中,同时压印透镜,但透镜并不借助于压印材料连接至彼此。为快速和高效地进一步处理,在多数情况中在载体衬底上执行此压印。在多数情况中由相对于刚性载体衬底运动的分配系统产生的压印材料的液滴沉积于载体衬底上。接着,发生压印模与载体衬底之间的近似相对运动。优选地,仅模被带到相对于静态载体衬底更加靠近的位置。在此情况中,每个单个透镜将尽可能对称。然后当压印材料的液滴恰好定位于压印结构下方时主要确保该对称。另外,在压印过程期间,必须确保压印模(且因此压印结构)在沿Z方向接近期间不沿X方向和/或Y方向相对于压印材料的液滴运动。在压印过程期间,压印材料的液滴能够被部分地挤压和成型至旁侧,但总体地,液滴不再离开它们在载体衬底上的位置,这是因为载体衬底与压印材料之间的普遍黏合对于该目的而言过大。
在第三压印技术中,使用所谓的分步重复压印模。在此情况中,分步重复压印模小于将在其上压印透镜的衬底。一般地,分步重复压印模甚至仅具有一个单透镜形状且因此针对每一个压印步骤仅能够压印一个单个透镜(如果存在)。在此压印技术中,优选地,相应地将压印材料的液滴分布于衬底上。接着,分步重复压印模单个地开始每个滴落并且执行压印。在特殊情况中,也可想到将全表面层沉积于压印材料上,接着由分步重复压印模构造压印材料。一些分步重复压印模具有呈相同或不同形状的若干透镜形状,且因此介于全表面与纯分步重复压印模之间。对应地,对于每一个压印步骤,它们能够同时压印若干透镜。
因此,所压印的产品(例如,透镜晶圆,或载体衬底上的对应单透镜)的品质极大程度地取决于模与压印材料之间的相互作用。因此,在压印材料的分配和/或压印过程期间,能够形成诸如气泡、沿表面的厚度差异、密度不均、压印材料水分过多或不对称等等的缺陷。
由于高黏性压印材料,在多数情况中气泡并不特定地在压印过程期间产生,而是已位于压印材料中(例如由分配系统的错误填充导致)。然而,这种气泡有时甚至能够在分配期间本身形成。
沿一个表面的厚度差异在多数情况中是已有楔形误差的结果,且能够通过压印模与载体衬底之间的正确定位极大程度地避免。
一些密度不均可能是化学本质且在更小程度上由分配系统引起。然而,十分可能地,聚合物在各种位置的交联能够在硬化过程期间以各种强度水平发生并且能够导致对应的密度不均。
不对称的压印材料可主要发生于液滴的分配中。在此情况中,压印材料以单一液滴分布于表面上并且不完全对称于使它们变形的压印结构,使得在压印期间或压印之后,产生不对称的单透镜。
目前压印技术的最大问题之一主要在于不完全分布或压印材料不完全填充压印模的压印结构。在压印过程期间,模径向朝外挤压压印材料。同时,用压印材料填充压印结构。由此过程能够将周围气体围封于压印材料与压印模的压印结构的表面之间。这些周围气体产生对应的气泡且因此破坏材料的均质性。这能够主要在诸如透镜的光学产品的情况中产生致命影响。具有这种影响的透镜将具有透镜缺陷,具体地是色像差及球面像差。可想到允许对应的压印过程发生在真空中。为此,必须在每一个压印过程之前抽空对应腔室。在成功压印之后,将使腔室再次通风。这些过程对应地耗费时间并且因此十分昂贵。
主要发生在分配压印材料的液滴以便产生分布于载体衬底上的单透镜中的另一问题是单个透镜的对称。压印材料的液滴在载体衬底上的不良定位和/或压印模及因此压印结构相对于压印材料的液滴的不良接近导致不对称的透镜形状。
可具体地归因于压印材料与对应表面之间的黏合性质的压印材料的流动代表另一问题。
因此,本发明的目的在于使用根据后续描述的方法和/或装置解决上文提及的技术问题中的一个或多个。
发明内容
使用下述方法及装置实现此目的:
一种用于使用具有至少一个压印结构的压印模在载体衬底上压印具有至少一个微结构或纳米结构的单透镜的方法,所述方法具有以下步骤:
- 将计量给料装置放置在所述压印模和所述载体衬底之间,
- 使所述压印模的所述压印结构在所述计量给料装置对面并且指向重力方向对准,
- 借助于所述计量给料装置平行且与所述重力方向相反地将压印材料计量给料至所述压印结构中,
- 至少部分地硬化所述压印材料和压印所述压印材料,
其特征在于,凸出的压印材料表面通过重力被形成为沿所述载体衬底的方向,其中,所述压印模通过所述凸出的压印材料表面沿所述载体衬底的方向的接近实现所述压印材料与所述载体衬底的点接触,其中,由于所述压印模沿所述载体衬底的方向的另一接近,所述凸出的压印材料表面与所述载体衬底的接触表面持续地扩大;
一种用于压印至少一个微结构或纳米结构的装置,所述装置具有以下特征:
- 计量给料装置,其用于在压印结构中计量给料压印材料,
- 用于在所述压印结构中对准压印材料的对准技术手段,
- 用于硬化所述压印材料的硬化技术手段,
- 用于压印所述压印材料的压印技术手段,
其中,至少在所述计量给料的情况中,所述压印结构能够对准成指向重力方向。在具体实施方式中指示本发明的有利的进一步发展。由在说明书和/或附图中指示的特征的至少两个构成的所有组合也落入本发明的范围内。在所指示的值的范围中,作为处于上文提及的限制内的边界值的值亦应被视为公开的并且能够在任何组合中要求保护。
本发明基于由通过克服重力在压印结构中分配压印材料,具体地通过克服重力(即,逆着重力方向G)对准计量给料装置的分配方向,和/或通过将压印结构,具体地各个压印结构的对称轴定向为平行于重力和/或指向重力方向G来解决上文提及的技术问题的构思。
因此,本发明具体地处理用于避免压印模的压印结构的表面与压印材料之间的气体夹杂的方法及单元以及用于压印材料的持续和/或受控的硬化的方法。
另外,本发明处理确保压印材料执行自组装为预设形式的方法和单元。此自组装是若干物理效应的直接结果。
根据本发明的另一方面是防止或至少抑制压印材料的侧向流动。
本发明具有以下优势:压印材料在对应压印结构中的自组装;由指标的(targeted)及准确计算的分配/计量给料实现的材料节约;压印材料在压印结构中的对称及均匀分布;压印材料的局部限制边缘层硬化,其并不抑制或防止边缘层相对固定的压印材料的变形。
另外,使用根据本发明的分配方法防止了压印材料由于重力而沿侧向方向的流动。根据本发明,重力提供沿载体衬底的方向设计的凸出压印材料表面,这防止压印材料的侧向溢出。另外,由于该凸出压印材料表面,压印材料与衬底表面的点接触成为可能。由于压印模沿载体衬底的方向的另一接近,压印材料表面与载体衬底的接触表面从接触点开始不断扩大,且因此以最简单的方式防止无意的气体夹杂。
具体地,本发明描述用于压印微米大小和/或纳米大小的结构的方法及单元。根据本发明的一个构思在于用于压印材料的局部限制且无缺陷分布的有效、简化、廉价的方法。在此情况中,根据本发明来克服重力执行压印材料在压印模的压印结构中的分配。对压印模的压印结构的填充不仅成为可能,且也由压印结构与压印材料的表面之间的黏合力支持。压印结构的黏合、弯曲以及由喷嘴生成的压力导致压印材料上的切向力,这导致压印结构表面的润湿。在润湿过程期间,存在于环境中的任何气体被推向压印材料的波前。因此不发生不期望的气体夹杂的可能形成。另外,根据本发明的实施例及方法由重力防止压印材料沿侧向方向(即,沿压印结构表面)的流动。
根据本发明的另一方面,本发明具体地描述用于在压印模的压印结构中分配压印材料的单元。在填充期间,压印模的压印结构位于衬底(将在其上执行压印过程)上方。因此,根据本发明的单元至少由样品保持器、压印模以及分配装置构成,该分配装置能够克服重力分配/计量给料压印材料。
在下列章节中,将呈现用于压印微影术的两种基本类型的模。
在印刻技术中,在两种类型的压印模(硬模及软模)之间做出区分。理论上,能够使用硬模或软模来执行任何模过程(die process)。然而,存在若干技术及经济原因而将硬模本身仅用作所谓的标准模,并且在必要时由此标准模来模制软模,然后该软模被用作实际结构模。因此,硬模是软模的负版(negative)。仅需要硬模来产生若干软模。能够由硬模的不同化学、物理及技术参数来区分软模。将可想到基于弹性行为的分化。软模具有主要基于熵弹性的变形行为,并且硬模具有主要基于能量弹性的变形行为。另外,能够例如由两种类型的模的硬度来区分它们。硬度是材料抵御穿透体所表现出的抵抗性。由于硬模主要由金属或陶瓷构成,故它们具有对应的高硬度值。对于指示固体的硬度存在不同的可能性。一种十分常用的方法是根据维氏(Vickers)的硬度指示。根据本发明的硬模优选地具有大于500HV的维氏硬度。
具体地,硬模具有能够由诸如电子束微影术或激光束微影术的合适工艺从由具有高强度及高刚性程度的材料制成的组件直接制造的优势。这种硬模具有十分高水平的硬度且因此或多或少地耐磨。然而,高水平的强度及耐磨性通常伴随着高成本,这对于制造硬模而言是必须的。即使硬模可用于数百个压印步骤,但随着时间流逝它仍将经历显著磨损。另外,使硬模从压印材料脱模在技术上是困难的。硬模具有相对高的抗挠性。它们尤其不容易变形,即,在理想情况中,它们需要沿法向方向被提起。在压印过程之后的硬模脱模中,在此情况中,其经常能够导致所压印的纳米结构和/或微结构的损坏,这是因为硬模具有十分高的刚性程度,并且因此能够破坏刚模制的压印材料的微结构和/或纳米结构。另外,衬底可具有随后可导致硬模的破坏或损坏的缺陷。然而,如果硬模仅用作标准模,则由标准模模制软模的过程能够十分容易地控制且与标准模的十分少的磨损相关联。
可由复制过程由标准模(硬模)十分简单地制造软模。在此情况中,标准模代表对应于软模的负版。因此,软模压印在标准模上,随后被脱模,并且然后用作用于压印衬底上的模结构的结构模。相比于硬模,软模能够更简单、柔和且较少问题地从压印材料移除。另外,能够由标准模模制任何数量的软模。在软模已经受特定磨损及撕扯之后,该软模被丢弃并且由标准模形成新的模。
针对根据本发明的实施例,优选地使用硬模。
样品保持器优选地是真空样品保持器。亦可想到使用静电样品保持器、具有磁或电附接的样品保持器,或具有可改变黏合性质或具有对应机械夹具的样品保持器。
在压印模的压印侧上,该压印模具体地具有优选地分布于压印侧的整个压印表面上且具体地以常规方式布置的若干压印结构。在此情况中,例如,这些压印结构能够是例如用作将以对应方式压印的凸透镜的负版的凹透镜形状。相比于透镜的深度,透镜的直径尤其优选地大。具体地,透镜形状的直径与深度之比大于1,优选地大于10,更优选地大于20,最优选地大于50,且极优选地大于100。根据本发明,对应的大的比率确保持续的侧向流入且避免未受阻的压印材料的气泡。作为替代方案,可想到一种结构,尤其是直径小于深度的一种透镜形状。于是,该透镜形状的深度与直径之比具体地大于1,优选地大于10,更优选地大于20,最优选地大于50,且极优选地大于100。
根据本发明,具体地由化学和/或物理过程硬化压印材料。具体地,或者由电磁辐射和/或由温度硬化压印材料。
优选地,特别优选地由UV辐射执行由电磁辐射进行的硬化。在此情况中,当将从压印模侧硬化压印材料时,压印模优选地对必要电磁辐射透明。这是根据本发明的具体的逐渐硬化压印材料的情况。
在压印模后方(即,在面向远离压印结构的侧上),优选地布置对应辐射源。因此,压印模具体地在5,000 nm与10 nm之间的波长范围中透明,优选地在1,000 nm与100 nm之间,更优选地在700 nm与200 nm之间,且最优选地在500 nm与300 nm之间。在此情况中,压印模的光学透明度大于0%,优选地大于20%,更优选地大于50%,最优选地大于80%,且极优选地大于95%。
如果将由压印模来热硬化压印材料,则该压印模主要具有十分高的导热性,以便将模的背侧上的热尽可能快地传递至压印材料。在此情况中,压印模的导热性具体地大于0.1 W/(m*K),优选地大于1 W/(m*K),优选地大于10 W/(m*K),最优选地大于100 W/(m*K),且极优选地大于1,000 W/(m*K)。
另外,针对尽可能小的热惯性,压印模应具有对应的低热容量。特定热容量应小于10 kJ/(kg*K),优选地小于1 kJ/(kg*K),更优选地小于0.1 kJ/(kg*K),最优选地小于0.01kJ/(kg*K),且极优选地小于0.001 kJ/(kg*K)。因此,热源的温度改变能够尽可能快地传达至压印材料。
压印材料的硬化温度具体地大于25°C,优选地大于100°C,更优选地大于250°C,且极优选地大于500°C。针对特殊应用,可具体地使用在其中执行烧结过程的压印材料在大于700°C,优选地大于800°C,更优选地大于900°C,且最优选地约1,000°C的硬化温度下执行本发明。
根据本发明,亦可想到经由在样品保持器中或在样品保持器上的辐射源进行压印材料的硬化。因此,针对压印模提及的所有特征类似地应用于样品保持器,具体地作为替代的或额外的辐射源。根据本发明,样品保持器中的额外源能够主要在任何过程结束时加速且促进压印材料的完全硬化。主要由同时的两侧硬化实现特别的有效性及均质性(然而,在对硬化过程的控制的情况中具体是柔性)。
根据本发明克服重力(在计量给料/分配期间作用于压印材料上的地心引力)计量给料/分配压印材料的另一优势在于,在根据本发明的两个上文提及的方法中的任一者中,重力确保压印材料不沿侧向方向行进。
根据本发明用于克服重力分配压印材料的另一方面是压印材料与压印结构表面之间的黏合力(具体地,由材料选择和/或表面处理形成)被设定为大于重量的力或压印材料的重量。在此情况中,重量的力与黏合力之间的比率小于1,优选地小于0.1,更优选地小于0.01,最优选地小于0.001,且极优选地小于0.0001。
在此情况中,具体地注意到,存在尽可能小的黏合性,使得在最后的过程步骤(脱模步骤)中,能够执行尽可能简单的压印模的脱模。具体地,黏合能表面密度(简称为黏合力)小于1 J/m2,更优选地小于0.1 J/m2,更优选地小于0.01 J/m2,最优选地小于0.001 J/m2,且极优选地小于0.0001 J/m2。
压印材料的黏性优选地十分低,使得能够执行呈透镜形状的压印材料的对应的简单且快速的分布。具体地,黏性小于100,000 mPas,优选地小于1,000 mPas,更优选地小于5mPas,且最优选地小于1 mPas。
具体地,所分配的压印材料的体积大于0.0001 μl,优选地大于0.001 μl,最优选地大于0.1μl,最优选地大于10 μl,且极优选地大于500 μl。
根据本发明,具体地可想到的是,根据本发明的装置及根据本发明的用于产生单体透镜晶圆的方法由已沉积的足够压印材料使用,其中甚至在衬底上压印之前,就将呈单个透镜形状的压印材料彼此侧向地结合。具体地,通过针对各透镜形状计量给料压印材料使得压印材料不与彼此接触,能够将根据本发明的用于同时压印单透镜的实施例用于衬底上。如果根据本发明使用小于将在其上压印透镜的衬底的压印模,则对应地经常重复根据本发明的过程,以便为整个衬底提供透镜。因此,压印技术将被称为分步重复压印技术。
根据本发明的实施例能够具体地应用于上述压印技术。
根据本发明的单元能够优选地安装于能够与环境气密密封的过程腔室中。因此,使用任何气体或气体混合物使得过程腔室的抽空和/或过程腔室的通风成为可能。在此情况中,能够以小于1 bar,优选地小于10-3 mbar,更优选地小于10-5 mbar,且最优选地小于10-8 mbar的压力抽空过程腔室。使用真空主要具有因此能够完全抑制或至少改进不期望的气体夹杂的优点,这是因为甚至在沉积压印材料之前(优选实施例)和/或期间和/或之后,从过程腔室移除任何以及所有类型的气体。
根据本发明,能够使用具体地任何气体或气体混合物来冲洗过程腔室。于是,这主要是当压印将不在真空下发生时有利。压印材料在低环境压力下的高挥发性将是真空的消除的可能原因,但并非唯一原因。由高蒸汽压力为特性的轻微挥发性可决定性地导致过程腔室的污染。因此,所使用的气体应具有与压印材料尽可能少的相互作用。使用惰性气体(其不与压印材料相互作用)冲洗将是尤其优选的。具体地,将可想到使用
•氩气和/或
•氦气和/或
•二氧化碳和/或
•一氧化碳和/或
•氮气和/或
•氨气和/或
•氢气。
当所使用的压印材料将受到气体影响时,优选地使用对应的反应气体。在相当特殊的实施例中,可想到将过程腔室暴露于超压。在此情况中,过程腔室中的压力大于1 bar,优选地大于2 bar,更优选地大于5 bar,最优选地大于10 bar,且最优选地大于20 bar。优选地使用上文提及的气体中的一者或对应气体混合物来产生超压。然而,亦可想到使用氧气或空气作为气体混合物。
附图说明
如果公开了存在和/或处于附图的后续描述中的装置特征,则后者也应被视为作为方法特征被公开,且反之亦然。
本发明的额外特征及实施例遵循附图中的图的后续描述。附图示出:
图1 根据本发明的单元的实施例的图解横截面描绘,其中具有载体衬底、压印模及用于克服重力分配/计量给料的分配装置,
图2a 根据本发明的使用中心计量给料的方法的第一实施例的第一步骤的图解横截面描绘,其中,
图2b 根据本发明的方法的第一实施例的第二步骤的图解横截面描绘,
图2c 根据本发明的方法的第一实施例的第三步骤的图解横截面描绘,
图2d 根据本发明的方法的第一实施例的第四步骤的图解横截面描绘,
图2e 根据本发明的方法的第一实施例的第五步骤的图解横截面描绘,
图2f 根据本发明的方法的第一实施例的最终产品的图解横截面描绘,
图3a 根据本发明的关于非中心计量给料的方法的第二实施例的第一步骤的图解横截面描绘,
图3b 根据本发明的方法的第二实施例的第二步骤的图解横截面描绘,
图3c 根据本发明的方法的第二实施例的第三步骤的图解横截面描绘,
图3d 根据本发明的方法的第二实施例的第四步骤的图解横截面描绘,
图3e 根据本发明的方法的第二实施例的第五步骤的图解横截面描绘,及
图3f 根据本发明的方法的第二实施例的最终产品的图解横截面描绘。
具体实施方式
附图中,使用一致的附图标记标识相同或作用相同的零件,由此用于图示的尺寸比率并未按照实际比例。
图1展示根据本发明的装置的实施例的图解描绘,由此未绘出外壳及诸如机器人的保持装置,或用于对准的对准装置,或用于控制根据本发明所描述的功能及特征的控制装置。
下列三个部件能够相对于彼此运动及定向:
- 带有压印结构2的压印模1,所述压印结构2具体地设置在具有辐射源7的后侧1r上,由此压印模1被布置和/或能够被布置成使其压印结构2指向重力方向G,
- 载体衬底3,其能够附接至样品保持器11或夹头(chuck),以及
- 具有喷嘴5的计量给料装置4,其能够布置在压印模1与载体衬底3之间,由此计量给料装置4能够逆着重力方向G实施压印材料6的计量给料。
图2a至图2f展示第一分配方法,其中具有在压印模1的压印结构2的主体的示例中进行压印材料6的中心分配/计量给料,以及所计量给料的压印材料6的压印以形成具体地被硬化的透镜9。中心意味着沿每一个压印结构6的对称轴线完成计量给料。
在压印结构2中直接分配或计量给料压印材料6而非在载体衬底3上分配压印材料的液滴的决定性优点在于压印材料6在压印结构2中的自组装。就此而言,相对于压印结构2实现由重力产生的压印材料6的对称分布。因此,确保在压印材料6与载体衬底3形成接触之前(即,在压印之前)出现压印材料6的对称分布。
这种自组装是尝试在存在于相界面之间的表面力之间产生力的平衡的结果。
在根据图2a的第一过程步骤中,喷嘴5相对于压印结构2中心地定位且定向为逆着重力方向G。因此,也在相应的压印结构2中中心地执行压印材料6的分配。也由中心分配执行凹入的压印结构2的对称的(具体地,径向对称的)填充。在此连接中,能够注意到的是,由于这种分配方法,存在包含气泡10的可能性。在载体衬底3上的若干透镜9中的所有气泡10的量能够是十分低的。另外,气泡10能够迁移直至完成压印材料6的硬化。由于气泡10具有低于压印材料6的密度的事实,故执行气泡10克服重力的运动,即,运动至压印结构2的压印结构表面2o,即,在透镜9的表面9o上。
气泡10在压印材料6中逆着重力方向G的扩散速度取决于流变条件。因此,气泡10在压印材料6中的运动强烈取决于压印材料10的黏性。因此,无疑地能够发生在执行压印材料6的完全硬化之前,气泡10并未达到压印结构表面2o。
在相应的压印结构2中计量给料压印材料6之后,在根据图2b的第二过程步骤中,由作用于压印材料6上的重力设定凸出压印材料表面6o。以顺序方式填充压印结构2直至所有压印结构2皆填充有特定量的压印材料6。
在根据图2c的第三过程步骤中,根据本发明的另一(具体地独立的)方面执行压印材料6从压印模1的后侧1r的具体地逐渐的硬化。为此,压印模1对于来自辐射源7的电磁辐射8而言是透明的。在尤其优选的实施例中,在至少沿压印结构表面2o硬化压印材料6之后,停止逐渐硬化。透镜9中的每一个在透镜表面9o上由逐渐硬化被硬化,同时更远离辐射源7的透镜基底9b仍为黏性的且可变形;即,其能够用载体衬底3变形和压印。
在根据图2d的根据本发明的第四过程步骤中,由压印模1与载体衬底3之间的相对接近完成压印。在此情况中,使每个透镜9的压印材料6(该材料朝向载体衬底表面3o仍是黏性的)同时变形。
在根据图2e的第五过程步骤中,执行压印材料6的完全硬化且因此完成透镜9。
在最后的过程步骤中,最终执行压印模1从已硬化的压印材料6 (即,透镜9)的同时脱模。
根据本发明的分配方法的特殊的(具体地独立的)实施例,根据图3a至图3b以不对称方式执行对压印结构2分配压印材料6。由根据本发明的实施例减少或防止了气泡的保含。沿具体地平行于重力方向G且指向重力方向G的相反方向的分配方向D分配压印材料6,其中分配方向D相对于对称轴线S偏移距离dx。在此情况中,距离dx与透镜直径的一半(透镜半径)之间的比率大于或等于0,优选地大于0.1,优选地大于0.4,更优选地大于0.6,且最优选地在0.8与1.0之间。也公开了用于距离dx的一些频繁使用的绝对值。在此情况中,距离dx大于0,优选地大于10 μm,更优选地大于100 μm,最优选地大于1,000 μm,且极优选地大于5mm。具体地,实施例独立于重力方向G。
由压印结构表面2o的曲率半径R产生切向力Ft,该切向力Ft将压印材料6拉入压印结构2内且因此对称地填充压印结构2。切向力Ft优选地是挤压力(其协助压印材料6离开喷嘴5)和/或毛细力(其由压印结构2的曲率R产生)的结果。毛细力主要是压印结构2内与压印结构2外侧的气体的压力差的结果。压力差主要由在具有曲率半径R的压印结构表面2o的弯曲区段上的压印材料6与在压印模1的平坦区段2e上的压印材料6的不同蒸发压力产生。根据开尔文(Kelvin)方程,凹入的弯曲区段上的饱和蒸汽压力小于平坦区段上的饱和蒸汽压力。因此,稍微低于平坦外侧表面上的蒸汽压力的蒸汽压力在压印结构2的内部中散布。
类似于图2b至图2f的过程步骤执行图3b至图3f中的额外过程步骤,但不产生气泡10。防止气泡10的形成主要是根据图3a的非中心分配的结果。因此,压印材料前部6f从压印结构2的一侧沿压印结构表面2o的弯曲区段持续地运动至对应的相对侧。由于压印材料6的这种分配方法,仅围绕分配轴线D的十分小面积的dD被压印材料6润湿,并且允许压印材料前部6f持续地且由自组装占据正确位置。值dD的小范围在附图中被描绘为表面区段的特性长度。在圆形表面的情况中,dD表示直径,在四边形表面的情况中,dD表示侧边,并且在矩形表面的情况中,dD表示垂直于彼此的两个侧边的平均值。特性长度大于0 μm,更优选地大于10 μm,更优选地大于100 μm,最优选地大于1,000 μm,且极优选地大于5 mm。
相比于中心定向的情况,计量给料装置4在压印结构6的一条边缘上(即,在压印结构6的弯曲区段与压印模1的平坦区段2e之间的过渡部中)的准确定向显著地更加简单并且更加准确。
关于由逆着重力方向G执行的计量给料产生的对称化的根据本发明的自组装过程在根据本发明的方法的两个实施例中操作。
附图标记列表
1 压印模
1r 后侧
2 压印结构
2o 压印结构表面
2e 平坦区段
3 载体衬底
3o 载体衬底表面
4 计量给料装置
5 喷嘴
6 压印材料
6f 压印材料前部
7 辐射源
8 电磁辐射
9 透镜
9o 透镜表面
9b 透镜基底
10 气泡
11 样品保持器
D 分配方向
dx 距离
S 对称轴线
R 曲率半径
Ft 切向力
G 重力方向
Claims (5)
1.一种用于使用具有至少一个压印结构(2)的压印模(1)在载体衬底(3)上压印具有至少一个微结构或纳米结构的单透镜(9)的方法,所述方法具有以下步骤:
- 将计量给料装置(4)放置在所述压印模(1)和所述载体衬底(3)之间,
- 使所述压印模(1)的所述压印结构(2)在所述计量给料装置(4)对面并且指向重力方向(G)对准,
- 借助于所述计量给料装置(4)平行且与所述重力方向(G)相反地将压印材料(6)计量给料至所述压印结构(2)中,
- 至少部分地硬化所述压印材料(6)和压印所述压印材料(6),
其特征在于,凸出的压印材料表面(6o)通过重力被形成为沿所述载体衬底(3)的方向,其中,所述压印模(1)通过所述凸出的压印材料表面(6o)沿所述载体衬底(3)的方向的接近实现所述压印材料与所述载体衬底(3)的点接触,其中,由于所述压印模(1)沿所述载体衬底(3)的方向的另一接近,所述凸出的压印材料表面(6o)与所述载体衬底的接触表面持续地扩大。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述压印之前,部分地并且然后完全地硬化所述压印材料(6)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,借助于所述计量给料装置(4)的喷嘴(5)将所述压印材料(6)离心地带入所述压印结构(2)中。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,借助于所述计量给料装置(4)的喷嘴(5)将所述压印材料(6)离心地带到所述压印结构(2)的边缘上。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,从所述压印结构(2)的后侧(1r)开始硬化所述压印材料(6)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |