CN109188861A - 一种压印模板及其制作方法、压印系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种压印模板及其制作方法、压印系统，涉及纳米压印技术领域，能够解决现有的压印模板在使用时由于无法及时排除其凹陷结构中的空气，而导致的压印出的结构存在高度损失的问题。所述压印模板具有凹陷结构；凹陷结构的表面设置有多个排气结构，排气结构用于排除凹陷结构内部的空气。本发明用于纳米压印。
Description
技术领域
本发明涉及纳米压印技术领域，尤其涉及一种压印模板及其制作方法、压印系统。
背景技术
纳米压印(nano-imprint lithography，NIL)技术是一种利用图形压模将模板上的图形转移到压印胶上，完成微纳图形制作的技术。与传统的光刻技术相比，NIL技术的图形不受光学衍射极限的限制，因而具有较高的分辨率。与高精度的电子束光刻技术相比，NIL技术成本较低，生产效率较高。因而NIL广泛应用于半导体加工和光电子器件中。
压印模板是纳米压印技术的关键部件，其质量直接决定了压印效果。压印模板通常的制备方法是在硅或石英基底上进行电子束光刻，然后刻蚀出不同形状的凹陷结构以形成该压印模板的图案。进行压印时，在外力作用下，部分压印胶会填充到压印模板的凹陷结构内，形成与压印模板一样的结构。但是，由于凹陷结构内的空气无法及时排除，导致部分空气残留在凹陷结构内，这样会使得压印胶无法完全填充该凹陷结构，从而导致压印出的结构存在高度损失。
发明内容
本发明的实施例提供一种压印模板及其制作方法、压印系统，能够解决现有的压印模板在使用时由于无法及时排除其凹陷结构中的空气，而导致的压印出的结构存在高度损失的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种压印模板，所述压印模板具有凹陷结构；所述凹陷结构的表面设置有多个排气结构，所述排气结构用于排除所述凹陷结构内部的空气。
可选的，所述排气结构为微孔。
可选的，所述压印模板的材质为硅、石英和有机树脂中的任意一种。
可选的，所述压印模板的材质为金属。
可选的，所述排气结构通过所述压印模板发生氧化反应而形成。
另一方面，本发明实施例提供一种压印系统，包括衬底基板、设置在所述衬底基板上的压印胶、设置在所述压印胶上的如上述任意一种所述的压印模板、以及设置在所述压印模板上的压印滚轮；所述压印滚轮通过向所述压印模板施加压力，以使所述压印胶填充到所述压印模板的凹陷结构中。
再一方面，本发明实施例提供一种用于上述任意一种所述的压印模板的制作方法，所述制作方法包括：对基底进行光刻处理；对基底进行刻蚀处理，以形成所述凹陷结构；在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构。
可选的，当所述压印模板的材质为金属时，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：利用氧化还原反应在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构。
可选的，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：利用机械设备在所述凹陷结构的表面制作多个所述排气结构。
本发明实施例提供的压印模板及其制作方法、压印系统，所述压印模板具有凹陷结构；凹陷结构的表面设置有多个排气结构，排气结构用于排除凹陷结构内部的空气。相较于现有技术，本发明实施例提供的压印模板通过在其凹陷结构的表面设置多个排气结构，利用排气结构排除凹陷结构内部的空气，从而使得压印胶能够完全填充凹陷结构的内部，保证了压印出的结构与压印模板的结构一致，这样避免了由于压印模板的凹陷结构中存在空气残留而导致的压印出的结构存在高度损失的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术提供的压印系统结构示意图一；
图2为相关技术提供的压印系统结构示意图二；
图3为相关技术提供的不同代数模板压印后结构高度变化趋势示意图；
图4为本发明实施例提供的压印模板结构示意图；
图5为本发明实施例提供的压印系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的压印模板的制作方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
压印技术的原理一般如图1所示，压印滚轮05向压印模板03施加压力，以使位于衬底基板01上的压印胶02受到挤压而填充到压印模板03的凹陷结构04中，从而在压印胶02上形成与压印模板03一样的结构。但是，由于凹陷结构04内的空气排除不及时，导致部分气体会残留在凹陷结构04的气体区域06处，由于气体区域06处充满气体，使得压印胶02无法到达气体区域06处，这样会使得压印后的结构高度无法达到预期高度，从而造成高度损失，具体如图2所示。压印技术中的压印模板03可能是经过多代模板转印形成的，但每一次模板转印都会存在高度损失，即每经过一次模板转印，模板结构的高度就会降低一点，这样在经过多次模板转印后形成的压印模板与初代压印模板之间会存在较大的结构高度差异，从而影响压印效果，多代模板转印的结构高度变化趋势可参见图3所示。
本发明实施例提供一种压印模板10，如图4和图5所示，压印模板10具有凹陷结构11；凹陷结构11的表面设置有多个排气结构12，排气结构12用于排除凹陷结构11内部的空气。
其中，凹陷结构11为压印模板11上呈凹陷状的压印结构，其具体形状、设置数量等随压印模板11的不同而不同，本发明实施例对此不作限定。
本发明实施例对于排气结构12的设置数量、形状、尺寸大小等均不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。本发明实施例对于排气结构12的制作方法亦不做限定，示例的，排气结构12可以是根据压印模板10与酸性溶液发生氧化还原反应而生成；或者也可以是利用机械设备在压印模板10的凹陷结构11的表面上直接制作而成。
这样一来，相较于现有技术，本发明实施例提供的压印模板通过在其凹陷结构的表面设置多个排气结构，利用排气结构排除凹陷结构内部的空气，从而使得压印胶能够完全填充凹陷结构的内部，保证了压印出的结构与压印模板的结构一致，这样避免了由于压印模板的凹陷结构中存在空气残留而导致的压印出的结构存在高度损失的问题。
本发明实施例对于压印模板10的具体材质不做限定，示例的，压印模板10的材质可以为硅、石英或有机树脂中的任意一种，也可以为金属等。
考虑到排气结构12的尺寸不能设置的较大，因而在本发明的一些实施例中，排气结构12为微孔。
当压印模板10的材质为金属时，微孔可以通过压印模板10与酸性溶液发生氧化反应而形成；其中，所述酸性溶液可以为盐酸或硫酸等。所述微孔的数量、尺寸等可以根据压印模板10与酸性溶液的反应时长来控制。
本发明另一实施例提供一种压印系统，如图5所示，包括衬底基板20、设置在衬底基板20上的压印胶30、设置在压印胶30上的如上述任意一种所述的压印模板10、以及设置在压印模板10上的压印滚轮40；压印滚轮40通过向压印模板10施加压力，以使压印胶30填充到压印模板10的凹陷结构11中。由于本发明实施例提供的压印模板10在其凹陷结构11的表面设置有多个排气结构12，利用排气结构12排除凹陷结构11内部的空气，从而使得压印胶30能够完全填充凹陷结构11的内部，保证了压印出的结构与压印模板10的结构一致，这样避免了由于压印模板10的凹陷结构11中存在空气残留而导致的压印出的结构存在高度损失的问题。
本发明再一实施例提供一种用于上述任意一种所述的压印模板的制作方法，如图6所示，所述制作方法包括：
步骤601、对基底进行光刻处理；
在实际应用中，可以根据压印模板结构尺寸的不同选择不同的光刻处理方式。示例的，当需要压印模板上形成光栅的周期小于200nm时，可以选择用电子束光刻技术来处理；当需要压印模板上形成光栅的周期大于200nm时，可以选择用激光干涉直写光刻技术来处理。
步骤602、对基底进行刻蚀处理，以形成凹陷结构；
步骤603、在凹陷结构的表面形成多个排气结构。
进一步的，当所述压印模板的材质为金属时，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：利用氧化还原反应在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构。
进一步的，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：利用机械设备在所述凹陷结构的表面制作多个所述排气结构。
上述压印模板的制作方法中的各步骤可以参考压印模板中的各结构的介绍，在此不再赘述，可以达到与压印模板相同的功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种压印模板，其特征在于，所述压印模板具有凹陷结构；
所述凹陷结构的表面设置有多个排气结构，所述排气结构用于排除所述凹陷结构内部的空气。
2.根据权利要求1所述的压印模板，其特征在于，所述排气结构为微孔。
3.根据权利要求1或2所述的压印模板，其特征在于，所述压印模板的材质为硅、石英和有机树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的压印模板，其特征在于，所述压印模板的材质为金属。
5.根据权利要求4所述的压印模板，其特征在于，所述排气结构通过所述压印模板发生氧化反应而形成。
6.一种压印系统，其特征在于，包括衬底基板、设置在所述衬底基板上的压印胶、设置在所述压印胶上的如权利要求1至5中任意一项所述的压印模板、以及设置在所述压印模板上的压印滚轮；
所述压印滚轮通过向所述压印模板施加压力，以使所述压印胶填充到所述压印模板的凹陷结构中。
7.一种用于权利要求1至5中任意一项所述的压印模板的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
对基底进行光刻处理；
对基底进行刻蚀处理，以形成所述凹陷结构；
在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构。
8.根据权利要求7所述的压印模板的制作方法，其特征在于，当所述压印模板的材质为金属时，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：
利用氧化还原反应在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构。
9.根据权利要求7所述的压印模板的制作方法，其特征在于，所述在所述凹陷结构的表面形成多个所述排气结构具体为：
利用机械设备在所述凹陷结构的表面制作多个所述排气结构。
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