CN109521641A - 一种uv模具版光刻制作工艺 - Google Patents

一种uv模具版光刻制作工艺 Download PDF

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刘斌
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Abstract

本发明公开了一种UV模具版光刻制作工艺，包括如下步骤：S1、提供一掩膜版，掩膜版为三层结构，包括上层光学高分子PC复合板材、下层中性UV光刻胶和将其两者粘接在一起的中间第一密着层；光刻胶通过光刻曝光形成纳米图纹；S2、提供一UV母模，母模为三层结构，包括上层中性UV固体胶、下层PC板材和将其两者粘接在一起的中间第二密着层；S3、将掩膜版放置于UV母模上，通过EVA紫外直射在光学高分子PC复合板材上对中性UV固体胶进行光刻，形成阴影区；S4、取出UV母模，对UV母模进行显影脱水；S5、坚膜。本发明采用PC板材来作为模具版，其生产成本大大降低；利用光学高分子PC板材、第一密着层和UV光刻胶来制作掩膜版，大大降低制作周期，更佳方便。

Description

一种UV模具版光刻制作工艺
技术领域
本发明涉及光刻制作领域，特别涉及一种UV模具版光刻制作工艺。
背景技术
现有的光刻制作大多是在玻璃上进行的，通过在玻璃制作工艺图案，会有明显的凸起，较容易磨损。玻璃制品都是在玻璃表面涂上薄膜层，再通过光刻胶作为掩膜对玻璃上不需要的薄膜层进行腐蚀，形成图案。但采用玻璃制作，其成本较高，也较容易损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种成本低，便于制作的的UV模具版光刻制作工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、提供一掩膜版，所述掩膜版为三层结构，包括上层光学高分子PC复合板材、下层中性UV光刻胶和将其两者粘接在一起的中间第一密着层；所述光刻胶通过光刻曝光形成纳米图纹；
S2、提供一UV母模，所述母模为三层结构，包括上层中性UV固体胶、下层PC板材和将其两者粘接在一起的中间第二密着层；
S3、将所述掩膜版放置于所述UV母模上，通过EVA紫外直射在光学高分子PC复合板材上对中性UV固体胶进行光刻，形成阴影区；
S4、取出UV母模，对UV母模进行显影脱水；
S5、坚膜。
优选的，在步骤S1中，具体包括如下步骤：
S11、提供一光学高分子PC复合板材；
S12、在所述光学高分子PC复合板材上涂抹第一密着层，通过自然流平方式使第一密着层平铺至整个光学高分子PC复合板材上；
S13、待所述第一密着层晾干后，在其上涂抹中性UV光刻胶，通过旋转甩平方式将中性UV光刻胶平铺在第一密着层上；
S14、进行烘烤固化；
S15、通过光刻直写掩膜机对中性UV光刻胶进行光刻，再通过显影、坚膜形成纳米图案。
这样，制作的掩膜版成本较低，制作方便。
优选的，在步骤S14中，将涂抹处理后的所述光学高分子PC复合板材置于100-110℃中烘烤10-25min，进行固化，使各层之间紧密连接。
优选的，所述UV光刻胶由中性UV油、光刻胶和助剂按照4:5:1的比例混合而成。按照这个比例混合的UV光刻胶其性能最好。
优选的，在步骤S4中，对UV母模进行显影脱水具体步骤为：
S41、将所述UV母模倾斜放入一显影槽内进行浸泡显影，所述显影槽内设有显影液；
S42、静置一段时间，再通过一喷头进行水洗UV母模；
S43、重复步骤S41-S42，直至显示出相应的图案。
相比于传统的直接水平的放入显影槽，采用倾斜放入，这样既容易倒又不会集聚气泡。
优选的，所述显影液包括氢氧化钠、助剂和活性水。
在步骤S5中，所述坚膜采用烘烤坚膜方式，烘烤温度为100-110℃，烘烤时间为15-30min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用PC板材来作为模具版，其生产成本大大降低；利用光学高分子PC板材、第一密着层和UV光刻胶来制作掩膜版，相比于传统的玻璃制作，大大降低了其制作的周期，更佳方便；通过改进相应的第一密着层、第二密着层和中性UV光刻胶的主要组成成分，使其具备较强的粘性，让第一密着层、第二密着层能够粘接在光学高分子PC复合板材上，同时中性UV光刻胶能够粘接在第一密着层。
附图说明
图1本发明掩膜版结构示意图；
图2本发明UV模具版光刻结构示意图；
图3本发明UV模具版显影结构示意图；
图4本发明UV模具版坚膜后结构示意图。
图中标号说明：1、光学高分子PC复合板材，2、第一密着层，3、中性UV光刻胶，4、PC板材，5、第二密着层，6、中性UV固体胶，61、阴影区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-4所示，本实施例涉及一种UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、提供一掩膜版，掩膜版为三层结构，包括上层光学高分子PC复合板材1、下层中性UV光刻胶3和将其两者粘接在一起的中间第一密着层2；光刻胶通过光刻曝光形成纳米图纹。
具体的为：
S11、提供一光学高分子PC复合板材1；
S12、在光学高分子PC复合板材1上涂抹第一密着层2，通过自然流平方式使第一密着层2平铺至整个光学高分子PC复合板材1上；
S13、待第一密着层2晾干后，在其上涂抹中性UV光刻胶3，通过旋转甩平方式将中性UV光刻胶3平铺在第一密着层2上；
S14、进行烘烤固化；
S15、通过光刻直写掩膜机对中性UV光刻胶3进行光刻，再通过显影、坚膜形成纳米图案。
在本实施例中，步骤S13为涂胶步骤，即需要在光学高分子PC复合板材1上涂抹一层光刻胶，涂胶效果控制好坏直接影响光刻质量，因此在操作时应将光刻胶按要求准备好，并控制好光刻胶的涂层厚度及均匀性、涂层表面状态等。本实施例采用中性UV光刻胶3来进行涂抹。为了更好的将中性UV光刻胶3涂抹在光学高分子PC复合板材1上，需要先将在光学高分子PC复合板材1先涂抹一层第一密着层2，以提高各层的黏着性。第一密着层2的表面平整，同时耐高温。涂胶方法有浸涂、甩涂、辊涂等，其中辊涂的涂覆质量好于其他两种，它是通过胶辊将感光胶均匀地涂在玻璃上。本申请采用甩涂方式来进行，因为这种操作方式更加的便捷。
在步骤S14中，将涂抹处理后的光学高分子PC复合板材1置于100-110℃中烘烤10-25min，进行固化，使各层之间紧密连接。
为保证胶膜的质量，涂胶工序应在洁净条件下进行，最好在密封的无尘环境中进行。
在本实施例中的UV光刻胶3由中性UV油、光刻胶和助剂按照4:5:1的比例混合而成。
在步骤S14中，通过电脑绘制相应的图案，再通过光刻直写掩膜机对中性UV光刻胶3进行光刻，形成纳米图案。这样完整的掩膜版就制作好了。
S2、提供一UV母模，母模为三层结构，包括上层中性UV固体胶6、下层PC板材4和将其两者粘接在一起的中间第二密着层5。
本步骤与制作掩膜版的技术相似，先找一块PC板材4，其材料与掩膜版中的光学高分子PC复合板材1不同，只需要普通的PC板材4就行。而掩膜版中使用的是光学高分子PC复合板材1，需具有一定的透光性。然后，在PC板材4上涂抹一层第二密着层5，也是用于将各层之间黏连在一起，其材质与第一密着层2基本相似，但因其连接的材料不同，第二密着层5与第一密着层2还是有一些区别的。最后在第二密着层5上涂抹一层中性UV固体胶6。
S3、将掩膜版放置于UV母模上，通过EVA紫外直射在光学高分子PC复合板材1上对中性UV固体胶6进行光刻，形成阴影区61。
本步骤为光刻，就是在涂好中性UV固体胶6的PC板材4表面覆盖掩模版，通过紫外光进行选择性照射，使受光照部位的中性UV固体胶6发生化学反应，改变了这部分胶膜在显影液中的溶解度；不受光照部分的中性UV固体胶6形成阴影区61。显影后，感光胶膜显现出与掩模版相对应的图形。
一般光刻的过程是：先将光刻直写掩膜机的紫外光灯打开预热，待电源稳定，掩膜版放在印框上通过显微镜进行对位。然后再将UV母模的涂有中性UV固体胶6一面朝上放在光刻平台，进行定位。最后调节紫外光的照射时间和强度进行光刻。照射时间过短，光刻感光不足，其化学应不充分，显影时受光部分溶解不彻底，易留底膜；曝光时间过长不该曝光部分边缘也被微弱感光，刻蚀后图形边界模糊，细线条变开严重。
S4、取出UV母模，对UV母模进行显影脱水。
对UV母模进行显影脱水具体步骤为：
S41、将UV母模倾斜放入一显影槽内进行浸泡显影，显影槽内设有显影液；
S42、静置一段时间，再通过一喷头进行水洗UV母模；
S43、重复步骤S41-S42，直至显示出相应的图案。
本步骤为显影，就是将感光部分的中性UV固体胶6溶除，留下未感光部分的胶膜从而显示所需要的图形。显影过程是将光刻后的UV母模倾斜放入显影槽，显影液通过浸泡UV母模，或者通过摇摆的喷头喷洒在UV母模的中性UV固体胶6面上，过一定时间显出图形后，UV母模再通过水洗，将显影液冲掉。
显影液有两种，一种是与UV固体胶配套的专用显影液；另一种是定浓度的碱液(主要包括KOH或NaOH、助剂和活性水)。第二种使用普遍些，本实施例也采用第二种方式。碱液配置是在专用调制槽中进行的，先在槽中注入一定量活性水，然后根据溶液浓度称量一定量的碱放入槽中搅拌，待碱液完全溶解后，将配好的液注入显影槽。显影时必须控制好时间和温度，温度和时间直接影响显影速度，若显影时间不足或温度低，则中性UV固体胶6的阴影区61不能完溶解，留有一层感光胶，在刻蚀时，这层胶会起保护作用，使应该刻蚀的部分被保护下来。若显影时间过长或温度过高，显影时未被曝光的中性UV固体胶6会从边缘向里钻溶，使图形边缘变差，再严重会使中性UV固体胶6大片剥落。
S5、坚膜。
由于显影使中性UV固体胶6发生软化、膨胀，影响胶膜的抗蚀能力，因此显影后必须用适当温度烘焙整个UV母模以去除水分，增强与底层PC板材4的粘着性，这个过程叫坚膜。坚膜的方式有两种，一种是用烘箱坚膜，另一种是用红外光坚膜。坚膜也需要着重控制温度和时间，这两个条件对坚膜质量的影响很大。
在本申请中，坚膜采用烘烤坚膜方式，烘烤温度为100-110℃，烘烤时间为15-30min。
本发明的有益效果为：采用PC板材来作为模具版，其生产成本大大降低；利用光学高分子PC板材、第一密着层和UV光刻胶来制作掩膜版，相比于传统的玻璃制作，大大降低了其制作的周期，更佳方便；通过改进相应的第一密着层、第二密着层和中性UV光刻胶的主要组成成分，使其具备较强的粘性，让第一密着层、第二密着层能够粘接在光学高分子PC复合板材上，同时中性UV光刻胶能够粘接在第一密着层。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、提供一掩膜版，所述掩膜版为三层结构，包括上层光学高分子PC复合板材、下层中性UV光刻胶和将其两者粘接在一起的中间第一密着层；所述光刻胶通过光刻曝光形成纳米图纹；
S2、提供一UV母模，所述母模为三层结构，包括上层中性UV固体胶、下层PC板材和将其两者粘接在一起的中间第二密着层；
S3、将所述掩膜版放置于所述UV母模上，通过EVA紫外直射在光学高分子PC复合板材上对中性UV固体胶进行光刻，形成阴影区；
S4、取出UV母模，对UV母模进行显影脱水；
S5、坚膜。
2.根据权利要求1所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：在步骤S1中，具体包括如下步骤：
S11、提供一光学高分子PC复合板材；
S12、在所述光学高分子PC复合板材上涂抹第一密着层，通过自然流平方式使第一密着层平铺至整个光学高分子PC复合板材上；
S13、待所述第一密着层晾干后，在其上涂抹中性UV光刻胶，通过旋转甩平方式将中性UV光刻胶平铺在第一密着层上；
S14、进行烘烤固化；
S15、通过光刻直写掩膜机对中性UV光刻胶进行光刻，再通过显影、坚膜形成纳米图案。
3.根据权利要求2所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：在步骤S14中，将涂抹处理后的所述光学高分子PC复合板材置于100-110℃中烘烤10-25min，进行固化，使各层之间紧密连接。
4.根据权利要求1所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：所述UV光刻胶由中性UV油、光刻胶和助剂按照4:5:1的比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：在步骤S4中，对UV母模进行显影脱水具体步骤为：
S41、将所述UV母模倾斜放入一显影槽内进行浸泡显影，所述显影槽内设有显影液；
S42、静置一段时间，再通过一喷头进行水洗UV母模；
S43、重复步骤S41-S42，直至显示出相应的图案。
6.根据权利要求5所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：所述显影液包括氢氧化钠、助剂和活性水。
7.根据权利要求1所述的UV模具版光刻制作工艺，其特征在于：在步骤S5中，所述坚膜采用烘烤坚膜方式，烘烤温度为100-110℃，烘烤时间为15-30min。
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