CN113138530A - 一种具有高深宽比的母版的制作方法、母版及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有高深宽比的母版的制作方法,包括:提供一衬底;在衬底上制备一传递层;在传递层制备一具有第一图形凹槽的结构层;对第一图形凹槽进行刻蚀,直至达到所需深度的第三图形凹槽,得到母版,其中,第三图形凹槽包括设置于传递层的第一图形凹槽,及设置于传递层和结构层的第二图形凹槽。本发明还公开一种具有高深宽比的模具的制作方法,对上述母版进行翻版,得到具有高深宽比的模具。本发明还公开了一种具有高深宽比的母版,采用上述具有高深宽比的母版的制作方法制作。本发明还公开一种具有高深宽比的模具,采用上述具有高深宽比的模具的制作方法制作。通过上述方法,便于制作高深宽比的第三图形凹槽,同时对各层的可控性强。

Description

一种具有高深宽比的母版的制作方法、母版及其应用
技术领域
本发明涉及压印器件技术领域,特别是涉及一种具有高深宽比的母版的制作方法、母版及其应用。
背景技术
微纳压印技术是微纳制造的关键技术,而微纳压印离不开模具。传统的微纳模具制作工艺通常包括:光刻、显影、蚀刻、金属生长等。该工艺可用于制作深度较小的模具,而对于具有高深宽比的模具来说,采用该工艺进行制作则较为困难,因为光刻制程中光透过光刻胶向下照射时,深度越深,到达光刻胶底部的光源衰减越多,其底部越不可控,最终形成的凹槽形状、大小也越不可控。
前面的叙述在于提供一般的背景信息,并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控性强的具有高深宽比的母版的制作方法、母版及其应用。
本发明提供一种具有高深宽比的母版的制作方法,该方法包括:
提供一衬底;
在所述衬底上制备一传递层;
在所述传递层制备一具有第一图形凹槽的结构层;
由上往下对所述第一图形凹槽进行刻蚀,直至达到所需深度的第三图形凹槽,得到母版,其中,所述第三图形凹槽包括设置于所述结构层的所述第一图形凹槽,及设置于所述传递层和所述结构层的第二图形凹槽。
在其中一实施例中,在所述制备一传递层的步骤中:采用涂布的方式将丙烯酸树脂或环氧树脂涂布在所述衬底上,固化后获得透明的所述传递层。
在其中一实施例中,在所述制备一具有第一图形凹槽的结构层的步骤中,包括:
提供一与所述第一图形凹槽互补的模具;
在所述传递层远离所述衬底的表面涂布一层含有有机硅的UV光固化胶,形成所述结构层;
利用所述模具压印所述结构层,在所述结构层形成所述第一图形凹槽;
对所述结构层进行紫外光照射固化后脱模,得到具有所述第一图形凹槽的结构层。
在其中一实施例中,在所述由上往下对所述第一图形凹槽进行刻蚀的步骤中:利用氧反应离子刻蚀把槽深浅的所述第一图形凹槽转化为槽深较深的所述第三图形凹槽。
本发明还提供一种具有高深宽比的模具的制作方法,该方法包括:对母版进行翻版,得到具有高深宽比的模具,所述母版采用上述具有高深宽比的母版的制作方法制备。
本发明还提供一种具有高深宽比的母版,包括衬底、设置在所述衬底上的传递层、设置在所述传递层上的结构层,以及槽宽相等或不相等的第一图形凹槽和第二图形凹槽,所述第一图形凹槽设置于所述结构层上,所述第二图形凹槽设置于所述传递层和所述结构层上,所述第一图形凹槽的底部与所述第二图形凹槽开口端的端面重叠,所述第一图形凹槽和所述第二图形凹槽形成第三图形凹槽。
在其中一实施例中,所述第一图形凹槽开口端的端面宽度大于所述第二图形凹槽底部的宽度,所述第三图形凹槽的截面形状为倒梯形或V形。
在其中一实施例中,所述传递层的材质为由C、H、O组成的高分子。
在其中一实施例中,所述传递层的材质为丙烯酸树脂或环氧树脂。
在其中一实施例中,所述结构层的材质为含有有机硅材料的紫外光固化胶。
本发明还提供一种具有高深宽比的模具,包括第四图形凹槽及凸起,所述凸起的高度大于宽度,所述具有高深宽比的模具采用上述具有高深宽比的模具的制作方法制作。
本发明提供的具有高深宽比的母版的制作方法,通过由上往下对所述第一图形凹槽进行刻蚀,直至达到所需深度的第三图形凹槽,得到母版,其中,所述第三图形凹槽包括设置于所述结构层的所述第一图形凹槽,及设置于所述传递层和所述结构层的第二图形凹槽,便于制作高深宽比的第三图形凹槽,同时对各层的可控性强。
附图说明
图1为本发明第一实施例具有高深宽比的母版的制作方法的步骤流程图;
图2为本发明第一实施例具有高深宽比的母版中结构层的制作方法的步骤流程图;
图3a至3e为本发明第一实施例具有高深宽比的母版的制作方法的工艺流程图;
图4为本发明第一实施例具有高深宽比的母版的结构示意图;
图5为本发明第一实施例具有高深宽比的模具的结构示意图;
图6为本发明第二实施例具有高深宽比的母版的结构示意图;
图7为本发明第二实施例具有高深宽比的模具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
第一实施例
请参图1、图2及3a至3e,本发明第一实施例中提供的具有高深宽比的母版的制作方法,该方法包括:
S1:提供一衬底11;
S2:在衬底11上制备一传递层12;
S3:在传递层12制备一具有第一图形凹槽的结构层13;
S4:由上往下对第一图形凹槽141进行刻蚀,直至达到所需深度的第三图形凹槽,得到母版,其中,第三图形凹槽14包括设置于结构层13的第一图形凹槽141,及设置于传递层12和结构层13的第二图形凹槽142。
在步骤S2中:采用涂布的方式将丙烯酸树脂或环氧树脂涂布在衬底11上,固化后获得透明的传递层12。
在步骤S3中,包括:
S31:提供一与第一图形凹槽141互补的模具;
S32:在传递层12远离衬底11的表面涂布一层含有有机硅的UV光固化胶,形成结构层13;
S33:利用模具压印结构层13,在结构层13形成第一图形凹槽141;
S34:对所述结构层13进行紫外光照射固化后脱模,得到具有所述第一图形凹槽141的结构层13。
在步骤S4中:利用氧反应离子刻蚀把槽深浅的所述第一图形凹槽141转化为槽深较深的所述第三图形凹槽14。含硅的结构层13与高分子材料的传递层12对氧反应离子刻蚀的选择性不同,即,结构层13刻蚀速度慢,传递层12刻蚀速度快,通过材料的变化来加快刻蚀速度,从而使得凹槽的深度加深。
具体地,氧反应离子蚀刻结构层13上表面及第一图形凹槽141,因此,蚀刻后的结构层13的厚度小于蚀刻前的结构层13的厚度,同理,蚀刻后的第一图形凹槽141的槽深小于蚀刻前的第一图形凹槽141的槽深。例如,氧反应离子蚀刻结构层13上表面的厚度大于或等于蚀刻前第一图形凹槽141的深度(即,前述压印所得的第一图形凹槽141完全被蚀刻掉),此时,第三图形凹槽14包括设置于传递层12和结构层13的第二图形凹槽142。本发明实施例还提供一种具有高深宽比的模具的制作方法,该方法包括:对母版进行翻版,得到具有高深宽比的模具,所述母版采用上述具有高深宽比的母版的制作方法制备。
请参考图4,本实施例还提供一种具有高深宽比的母版,包括衬底11、设置在衬底11上的传递层12、设置在传递层12上的结构层13,以及槽宽相等的第一图形凹槽141和第二图形凹槽142。第一图形凹槽141设置于结构层13,第二图形凹槽142设置于传递层12和结构层13;第一图形凹槽141的底部与第二图形凹槽142开口端的端面重叠,第一图形凹槽141和第二图形凹槽142形成第三图形凹槽14;其中,第一图形凹槽141开口端的端面宽度等于第二图形凹槽142底部的宽度,即,第三图形凹槽14的截面形状为矩形。
传递层12的材质为由C、H、O组成的高分子。具体地,传递层12的材质为丙烯酸树脂或环氧树脂。
结构层13的材质为含有有机硅材料的紫外光固化胶。
本发明实施例还提供一种具有高深宽不的模具的制作方法,该方法包括对母版进行翻版,得到具有高深宽比的模具,所述母版采用上述具有高深宽比的母版的制作方法制备。
请参考图5,本实施例还提供一种具有高深宽比的模具,包括第四图形凹槽21及凸起22,该凸起22的高度大于宽度,具有高深宽比的模具2采用上述具有高深宽比的模具的制作方法制作。采用该实施例中的模具进行后续的微纳压印操作时,由于凸起22的高度大于宽度,因此压印之后得到的凹槽深度大于宽度。
第二实施例
如图6所示,本发明第二实施例提供的具有高深宽比的母版与第一实施例的区别在于,本实施例的第一图形凹槽541开口端的端面大于第二图形凹槽542底部的宽度,即,第三图形凹槽54的截面形状为V形。
在其它实施例中,第三图形凹槽54的截面形状为倒立的梯形。
请参考图7,本实施例还提供另一种具有高深宽比的模具,包括第四图形凹槽61及凸起62,该凸起62的高度大于该凸起62的最大宽度,具有高深宽比的模具6采用上述具有高深宽比的模具的制作方法制作。采用该实施例中的模具进行后续的微纳压印操作时,由于该模具的凸起62顶部的宽度小于凸起62底部的宽度,不仅能够使模具的凸起62与压印胶层容易分离;同时,采用具有该凸起62的模具进行压印之后,压印得到的凹槽开口端的端面宽度大于凹槽底部的宽度,因此在脱模时不会损坏槽型结构,从而提高了制作效率与良率。
在附图中,为了清晰起见,会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是,当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时,该元件可以直接设置在所述另一元件上,或者也可以存在中间元件。相反,当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时,不存在中间元件。
在本文中,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便,因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中,用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件,并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序,或者时间、空间、等级或其它的限制。
在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且还可包含没有明确列出的其他要素。
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 (11)

1.一种具有高深宽比的母版的制作方法,其特征在于,该方法包括:
提供一衬底;
在所述衬底上制备一传递层;
在所述传递层上制备一具有第一图形凹槽的结构层;
由上往下对所述第一图形凹槽进行刻蚀,直至达到所需深度的第三图形凹槽,得到母版,其中,所述第三图形凹槽包括设置于所述结构层的所述第一图形凹槽,及设置于所述传递层和所述结构层的第二图形凹槽。
2.如权利要求1所述的具有高深宽比的母版的制作方法,其特征在于,在所述制备一传递层的步骤中:采用涂布的方式将丙烯酸树脂或环氧树脂涂布在所述衬底上,固化后获得透明的所述传递层。
3.如权利要求1所述的具有高深宽比的母版的制作方法,其特征在于,在所述制备一具有第一图形凹槽的结构层的步骤中,包括:
提供一与所述第一图形凹槽互补的模具;
在所述传递层远离所述衬底的表面涂布一层含有有机硅的UV光固化胶,形成所述结构层;
利用所述模具压印所述结构层,在所述结构层形成所述第一图形凹槽;
对所述结构层进行紫外光照射固化后脱模,得到具有所述第一图形凹槽的结构层。
4.如权利要求1所述的具有高深宽比的母版的制作方法,其特征在于,在所述由上往下对所述第一图形凹槽进行刻蚀的步骤中:利用氧反应离子刻蚀把槽深浅的所述第一图形凹槽转化为槽深较深的所述第三图形凹槽。
5.一种具有高深宽比的模具的制作方法,其特征在于,该方法包括:对母版进行翻版,得到具有高深宽比的模具,所述母版采用如权利要求1至4任一项所述的具有高深宽比的母版的制作方法制备。
6.一种具有高深宽比的母版,其特征在于,包括衬底、设置在所述衬底上的传递层、设置在所述传递层上的结构层,以及槽宽相等或不相等的第一图形凹槽和第二图形凹槽,所述第一图形凹槽设置于所述结构层上,所述第二图形凹槽设置于所述传递层和所述结构层上,所述第一图形凹槽的底部与所述第二图形凹槽开口端的端面重叠,所述第一图形凹槽和所述第二图形凹槽形成第三图形凹槽。
7.如权利要求6所述的具有高深宽比的母版,其特征在于,所述第一图形凹槽开口端的端面宽度大于所述第二图形凹槽底部的宽度,所述第三图形凹槽的截面形状为倒梯形或V形。
8.如权利要求6所述的具有高深宽比的母版,其特征在于,所述传递层的材质为由C、H、O组成的高分子。
9.如权利要求8所述的具有高深宽比的母版,其特征在于,所述传递层的材质为丙烯酸树脂或环氧树脂。
10.如权利要求6所述的具有高深宽比的母版,其特征在于,所述结构层的材质为含有有机硅材料的紫外光固化胶。
11.一种具有高深宽比的模具,其特征在于,包括第四图形凹槽及凸起,所述凸起的高度大于宽度,具有高深宽比的模具采用如权利要求5所述的具有高深宽比的模具的制作方法制作。
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