一种热紫外一体纳米压印装置的制作方法

涉及一种可用于器件制造如半导体器件，光学器件和生物制品的纳米压印装置，涉及热压印、紫外压印、热紫外压印三种压印工艺，LED紫外冷光源固化纳米压印装置，属于微纳制造和器件制造技术领域。

背景技术：

随着科技的进步，适应半导体集成电路技术的飞速发展，普通的光学光刻分辨率已经达到了极限。随之而来，最近几年出现了普通光学光刻技术的替代技术：极紫外光刻(EUV)技术和纳米压印技术(NIL)。极紫外光刻技术使用波长11～13nm的极紫外光，采用精度极高的反射式光学系统，以避免折射系统中强烈的光吸收，如何实现足够功率的短波长光源也是一个难点，整个光刻系统造价非常昂贵。除极紫外光刻之外，比较有前途的技术还有电子束光刻、X射线光刻，但其也存在一些不足之处，如产出低，模板难以制作等，从而离工业化应用还有一段距离，同时整个光刻系统造价非常高。作为可商用化的产品，必须具有较高的性价比，操作简单、可靠、易行，同时可实现工业化生产、高的重复性。纳米压印光刻技术的提出，避免使用昂贵的光学系统，大大降低了成本。

纳米压印光刻技术(Nanoimprint Lithography,NIL)是由美国明尼苏达大学纳米结构实验室Stephen Y.Zhou教授于1995年开始进行了开创性的研究，是一种全新微纳米图形化的方法，它是一种使用模具通过抗蚀剂的受力变形实现其图形化的技术。通过近二十年的发展，纳米压印光刻已作为32、22和16nm节点的集成电路制造技术列入国际半导体技术路线图(ITRS)，成为公认的低成本、高分辨率、大面积图形加工技术。纳米压印技术主要包括热压印(HEL)、紫外压印(UV-NIL)(包括步进-闪光 压印(S-FIL))、微接触印刷(μ-CP)。主要应用领域：高亮度光子晶体LED、高密度磁盘介质(HDD)、光学元器件(光波导、微光学透镜、光栅)、生物微流控器件等领域。

目前，纳米压印也面临着许多新的挑战：(1)如何大面积或整片晶圆上施加均一的压印力；(2)如何控制压印力的大小；(3)消除纳米压印过程中气泡的产生；(4)解决脱模困难问题；(5)对准机构；(6)控制压印晶圆残留层均一性及薄残留层；(7)晶圆面固体颗粒控制；(8)晶圆压印效率控制。本实用新型的目的是制作一台可用于多种工艺的纳米压印设备，同时使用LED紫外冷光源可以避免高压汞灯散发出的热量对结构造成的影响。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种热紫外一体纳米压印装置，解决了热压印与紫外压印相分离，可实现紫外纳米压印、热纳米压印、热紫外一体纳米压印三种工作模式，降低设备成本及占地面积。同时采用了LED紫外冷光源，避免高压汞灯散热对纳米压印结构造成的不稳定因素，同时LED紫外冷光源启动关闭响应时间极短、降低能耗。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术解决方案：

一种热紫外一体纳米压印装置，主要包括：大理石减震台，定向导杆底座，导杆，下腔，基底固定平台，压印头部，LED紫外灯，上腔，上腔固定板，控制系统；其中，下腔固定于大理石减震台上，定向导杆底座固定于大理石减震台上，导杆与定向导杆底座同轴芯连接，LED紫外灯可拆卸安装与上腔连接，上腔固定于上腔固定板并通过定向导杆连接，控制系统可以控制压印模式的切换选择。

所述LED紫外冷光源，采用LED灯，发光波长优选365nm；

所述工作模式主要有三种，紫外纳米压印、热纳米压印、热紫外一体纳米压印，通过中控系统进行控制；

所述压印模板是具有一定韧性的模板，旭硝子玻璃压印模板或PDMS复合模板，但不限于以上所述压印模板；

所述控制系统实现紫外压印、热压印、热紫外压印三种纳米压印模式切换控制，同时控制压印工艺过程。

附图说明

附图以提供对本实用新型的进一步理解，将其并入并构成本实用新型申请的一部分，附图用于说明本实用新型的实施例并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1a是本实用新型装置主视图结构示意图

图1b是本实用新型装置等轴测图结构示意图

图2是本实用新型装置下腔结构示意图

图3是本实用新型装置LED结构示意图

图4是本实用新型装置CPU示意图

图5是本实用新型装置模板、胶、基底贴合结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1a-1b所示，本发明压印装置主要包括：大理石减震台1，定向导杆底座2，导杆3，下腔4，LED紫外灯5，上腔6，上腔固定板7，控制系统8；其中，基底模板组合9至于下腔4上，下腔4固定于大理石减震台1上，定向导杆底座2固定于大理石减震台1上，导杆3与定向导杆底座2同轴芯连接，LED紫外灯5可拆卸安装与上腔6连接，上腔6固定于上腔固定板7并通过定向导杆3连接，控制系统8可以控制压印模式的切换选择。

图1a-1b中所述LED紫外灯5，光量度范围值：600～1000mJ/c㎡、辐照距离20～120mm；

所述压印模式主要有三种，紫外纳米压印、热纳米压印、热紫外一体纳米压印，通过控制系统8进行控制；

如图4所示，所述控制系统8实现紫外压印801、热压印802、热紫外 压印803三种纳米压印模式切换控制；

如图2、图5所示，纳米压印装置下腔4配有真空孔401，通过其对下腔4抽真空工艺，下腔4形成一定真空，可使模板901与基底903贴合紧密；平台402上线有导槽可使模板901与基底902区间顺利被抽真空；

如图3所示，LED紫外灯5使用LED紫外冷光源灯泡502，紫外光波长为365nm，LED紫外灯5背面有磁铁501可与上腔快速连接，便于拆卸。

另外，对于领域的技术人员可在不脱离本发明精神和范围内对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖所附权利要求及其等同物范围内对本发明的各种修改和变化，都应属于本发明的保护的范围。