[发明专利]一种三维纳微图形的压印方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米压印技术领域，具体涉及一种三维纳微图形的压印方法。

背景技术

纳米压印技术是上世纪九十年代中期美国Princenton大学Nanostructure Lab的Stephen Y.Chou教授针对传统的光刻工艺受到曝光波长的限制，已经达到制备微小结构的极限，无法进一步活得更小的尺寸，而提出了类似于高分子模压的一种技术，并且成功证明了通过这一技术可以在半导体硅片上获得尺寸小于10nm的结构单元。

现有技术中，纳米压印时光刻胶的旋涂工序普遍比较简单，容易造成产品表面粗糙，影响产品质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维纳微图形的压印方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种三维纳微图形的压印方法，包括以下步骤：

S1、制作基于光刻胶上的三维立体模板；

S2、在基底上阶段式旋涂光刻胶，阶段式旋涂光刻胶依次包括一次旋涂光刻胶、抽真空和二次旋涂光刻胶；

S3、将制作于光刻胶上的图形作为模板压印到基底的光刻胶上。

本发明相较于现有技术，一次旋涂光刻胶浸润基底，抽真空将旋涂光刻胶中的气体排出，二次旋涂光刻胶使得光刻胶均匀涂在基底上，降低产品表面粗糙度，提高产品质量，同时，直接将制作于光刻胶上的图形作为模板进行压印制作，工艺简单，节约成本，提高效率。

其中，上述的一次旋涂光刻胶的旋涂速度为每分钟2000-4000转，一次旋涂光刻胶的加热温度为150-250℃，一次旋涂光刻胶的加热保持时间为30-90分钟；

上述的二次旋涂光刻胶的旋涂速度为每分钟4000-6000转，二次旋涂光刻胶的加热温度为250-350℃，二次旋涂光刻胶的加热保持时间为90-120分钟。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，上述的光刻胶为IP-L液体负光刻胶或SU-8负光刻胶。

采用上述优选的方案，光刻胶为IP-L液体负光刻胶或SU-8负光刻胶，大大降低工艺难度，提高加工速度和成品率。

作为优选的方案，上述的光刻胶材料包括2-60％多官能度丙烯酸酯预聚物、40-98％溶剂、以及占多官能度丙烯酸酯预聚物总量的0.5-5％的紫外光自由基引发剂。

上述的多官能度丙烯酸酯预聚物包括两个或两个以上的加成聚合的丙烯酸酯基团，多官能度丙烯酸酯预聚物在室温下呈现液体状态，其粘度为1000-10000厘泊。

上述的溶剂为非反应性的溶剂或反应性单体；非反应性的溶剂选自乙二醇单甲醚、氯苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮甲酸酯、乙酸乙酯、、二甲基甲酰胺中的一种或多种；反应性单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种。

上述的紫外光自由基引发剂选自二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、安息香甲基醚中的一种或多种。

上述的光刻胶材料还包括增塑剂、固化加速剂、光敏剂、流平剂和脱模剂。

采用上述优选的方案，采用具有一定粘度和极性的光刻胶，使得光刻胶均匀旋涂于衬底表面，不会形成局部预聚物聚集的现象。

作为优选的方案，上述的三维立体模板为柔性高分子弹性体。

采用上述优选的方案，三维立体模板为柔性高分子弹性体，可以实现在无压或极小压力下进行压印，也避免破坏模板和基底。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，在本发明的其中一种实施方式中提供一种三维纳微图形的压印方法，包括以下步骤：

S1、制作基于光刻胶上的三维立体模板；

S2、在基底上阶段式旋涂光刻胶，阶段式旋涂光刻胶依次包括一次旋涂光刻胶、抽真空和二次旋涂光刻胶；

S3、将制作于光刻胶上的图形作为模板压印到基底的光刻胶上。

本实施方式相较于现有技术，一次旋涂光刻胶浸润基底，抽真空将旋涂光刻胶中的气体排出，二次旋涂光刻胶使得光刻胶均匀涂在基底上，降低产品表面粗糙度，提高产品质量，同时，直接将制作于光刻胶上的图形作为模板进行压印制作，工艺简单，节约成本，提高效率。