[发明专利]用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具及制造方法

权利要求书

1.一种用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，它包括：特征结构层、刚性限制层和弹性支撑层；所述特征结构层包含所要复制的微纳米图形结构；刚性限制层位于特征结构层之上，限制特征结构层的横向变形和纵向变形；弹性支撑层位于刚性限制层之上。

2.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述特征结构层采用氟聚合物基材料，其厚度是10-50微米。

3.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述刚性限制层采用玻璃或者透明环烯烃聚合物，厚度是80-150微米。

4.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述弹性支撑层采用PDMS或者透明PET材料，厚度是100-600微米。

5.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述特征结构层弹性模量的范围：0.5GPa-3GPa。

6.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述刚性限制层弹性模量的范围：50GPa-100GPa。

7.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具，其特征是，所述弹性支撑层弹性模量的范围0.5MPa-2MPa。

8.如权利要求1所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具的制造方法，其特征是，它的制造工艺步骤为：

（1）制造母模；

以硅或石英为基材，采用电子束直写光刻、激光干涉光刻或全息光刻方法，并结合刻蚀工艺制造母模；

（2）制作刚性限制层和弹性支撑层并结合刚性限制层和弹性支撑层；

（3）制作特征结构层；

在母模上涂铺特征结构层，特征结构层的厚度是10-50微米；

（4）结合特征结构层和刚性限制层；

在特征结构层之上涂覆一层透明的偶联剂材料或者进行表面粘附性处理，使刚性限制层和特征结构层永久结合；

（5）脱模；

采用“揭开”式脱模方法，使将制造完成的复合软模具与母模分离，完成复合模具的制造。

9.如权利要求8所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具的制造方法，其特征是，所述步骤（2）的具体步骤为：

（a）选取厚度为80-150微米玻璃或者透明环烯烃聚合物为刚性限制层，清洗和去油污后，吹干处理；

（b）选取PDMS制作弹性支撑层，采用以硅为基底，在其上浇注液态PDMS材料，厚度为100-600微米，在5-20Pa真空环境下，在50-65℃下固化10-24小时；

（c）PDMS表面处理，采用氧等离子体表面处理工艺对PDMS表面进行处理，处理时间200-400s；

（d）使刚性限制层与弹性支撑层保持一定的压力条件下紧密接触4-5小时，实现刚性限制层和弹性支撑层的永久键合或者粘合。

10.如权利要求8所述的用于非平整衬底晶圆级纳米压印的复合软模具的制造方法，其特征是，所述弹性支撑层选用PET材料；在步骤（2）中，其制造方法是PET材料直接和刚性限制层键合或者粘合在一起。