[发明专利]一种纳米压印装置和方法

说明书

本发明涉及一种纳米压印装置和方法，属于纳米压印技术领域，解决了现有技术中纳米压印装置和方法会导致波导片内不同位置的结构一致性、不同片的结构一致性都不佳的问题。包括张力控制系统、软膜移动装置和软膜固定装置；带有表面浮雕图案的软膜的一端与软膜固定装置连接，另一端依次与软膜移动装置和张力控制系统连接，张力控制系统控制软膜张力恒定。本发明的装置能使玻璃晶圆上图案具有较高结构填充一致性。

技术领域

本发明涉及纳米压印技术领域，尤其涉及一种纳米压印装置和方法。

背景技术

纳米压印技术是制作AR衍射光波导表面浮雕图案的主流技术之一。它利用纳米压印技术把母版上的表面浮雕图案大批量、低成本的复制到玻璃晶圆上，从而制造出AR衍射光波导片。

纳米压印装置包括多个组件，纳米压印过程涉及施加压力、图案接触、压印辊移动、图案分离等，由于压印过程中多个参数都会变化，且压印不同批次之间参数也会有变化，会导致波导片内不同位置的结构一致性、不同片的结构一致性都不佳。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种纳米压印装置和方法，用以解决现有纳米压印装置和方法会导致波导片内不同位置的结构一致性、不同片的结构一致性都不佳的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种纳米压印装置，所述纳米压印装置包括张力控制系统、软膜移动装置和软膜固定装置；

带有表面浮雕图案的软膜的一端与所述软膜固定装置连接，软膜的另一端依次与所述软膜移动装置和所述张力控制系统连接，所述张力控制系统控制软膜张力恒定；

优选地，所述软膜移动装置为软膜移动辊，所述张力控制系统包括导轮、张力轮和软膜张力调节轮，所述导轮的高度高于所述软膜移动辊可移动的最高高度，所述张力轮的高度低于所述导轮的高度，所述软膜依次绕过所述软膜移动辊的下方、所述导轮的上方和所述张力轮的下方后与所述软膜张力调节轮连接。

优选地，所述软膜移动装置为软膜框，所述张力控制系统包括软膜固定杆，所述软膜固定杆位于所述软膜框中，所述软膜的另一端与所述软膜固定杆连接，所述软膜固定杆上设置有张力传感器，所述软膜固定杆能够在软膜延伸方向上来回移动。

优选地，所述张力控制系统还包括电机，所述电机分别与所述软膜固定杆和所述张力传感器连接。

优选地，所述纳米压印装置还包括UV曝光装置、压印辊和恒定压印角度控制系统；

所述UV曝光装置设置在所述软膜的上方，所述压印辊位于软膜与UV曝光装置之间，且能够自由移动。

所述恒定压印角度控制系统包括压印辊移动速度控制单元和软膜移动装置移动速度控制单元，所述软膜移动装置移动速度控制单元中设置有第一计算模块，所述第一计算模块根据式(I)计算软膜移动装置移动速度：

V_Y＝tanA×V_X 式(I)。

其中，V_Y为软膜移动装置移动速度；A为软膜与玻璃晶圆之间夹角的角度，为恒定值；V_X为压印辊移动速度，为已知参数值。

优选地，所述纳米压印装置还包括恒定压印压强控制系统，所述恒定压印压强控制系统用于控制玻璃晶圆所受的压强恒定。

优选地，所述恒定压印压强控制系统包括压印辊压力数据组计算单元、PLC控制器、电气比例阀和气源装置，所述气源装置与所述压印辊连接，所述电气比例阀设置在所述气源装置和所述压印辊之间，所述压印辊压力数据组计算单元与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与所述电气比例阀连接；所述压印辊压力数据组计算单元中设置有第二计算模块，所述第二计算模块根据式(II)和式(III)计算压印辊压力：