一种新型纳米压印设备的制作方法

本实用新型涉及一种新型纳米压印设备。

背景技术：

纳米压印设备有着广泛的应用领域，如量子磁碟、DNA电泳芯片、生物细胞培养膜、波导起偏器、硅场效应管、纳米机电系统、微波集成电路、亚波长器件、纳米电子器件、纳米集成电路、量子存储器件、光子晶体阵列和OLED平板显示阵列等。纳米压印技术正逐渐成为微纳加工技术的一种重要方式。

纳米压印技术最早在1995年被率先提出，这是一种不同与传统光刻技术的全新图形转移技术。纳米压印技术的定义为：不使用光线或者辐照使光刻胶感光成形，而是直接在硅衬底或者其它衬底上利用物理学的机理构造纳米尺寸图形。传统纳米压印技术主要有三种:热塑纳米压印技术、紫外固化压印技术和微接触纳米压印技术。

紫外固化纳米压印技术由德州大学提出。主要工艺过程：先制备高精度模板，而且要求模板对紫外光是透明的，一般采用硅材质作为模板；在基板上旋涂一层液态光刻胶，光刻胶的厚度为600nm ~ 700nm；光刻胶要求载度低，对紫外光敏感；利用较低压力将模板压在光刻胶之上，液态光刻胶填满模板空隙，从模板背面用紫外光照射，紫外光使光刻胶固化；脱模后用反应离子蚀刻方式除去残留光刻胶，将图案从模板转移到基板上。

现有技术中采用硅材质制作模板，直接用模板来对基板压印纳米结构，模板使用寿命有限，因此多次压印后需要经常重新制作，模板的制作工艺复杂，成本高，费时费力，加大了纳米压印的成本。

技术实现要素：

为了解决以上所述的技术问题，本实用新型提出了如下技术方案：

一种新型纳米压印设备，包括控制单元、机体，还包括底端固定在机架上的上下移动装置、上下移动装置上方安装有用于放置模板或基板的托板，所述托板上设有环形槽，所述环形槽和真空泵或抽气泵相接通，所述托板下方设有加热装置；还包括固定在机架且位于托板上方的压板，还包括用于将PET膜固定于夹板和压板之间的夹紧装置，所述压板的上方设有紫外线光照灯，所述压板上设有用于通过紫外线的透明部分，所述夹板上设有用于通过基板或者模板的孔。

进一步，所述上下移动装置为伺服电动缸，所述伺服电动缸为直驱式，由伺服电机和滚珠丝杠组成。

进一步，所述夹紧装置为夹紧气缸，采用夹紧气缸对夹板施加压力将PET膜固定在压板和夹板之间。

进一步，压板上的透明部分为安装在压板中央的玻璃。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

将硅材料制作的模板上的纳米结构转印到PET膜上，采用PET膜进行纳米结构的压印，使得模板可以被反复使用，增加了模板的使用寿命，PET膜价格低，并且具备可回收性，大大减低了纳米压印工艺的成本。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型托板的整体结构示意图；

图3为本实用新型压板的整体结构示意图；

图4为本实用新型夹板的整体结构示意图；

具体实施方式：

一种新型纳米压印设备，包括控制单元、机架1，底端端垂直固定在机架上的上下移动装置2，上下移动装置上方安装有用于放置模板或基板的托板3（模板或基板图中未示出），所述托板上设有环形槽4，所述环形槽和真空泵5相接通，所述托板下方设有加热装置6，还包括固定在机架且位于托板上方的压板7，还包括用于将PET膜9固定于夹板8和压板之间的夹紧装置13，所述压板的上方设有紫外线光照灯10，所述压板上设有用于通过紫外线的透明部分11，所述夹板上设有用于通过基板片或者模板的孔12。压板上的透明部分，为安装在压板中央的玻璃，夹紧装置采用夹紧气缸。其中加热装置为现有技术，在此不再赘述。

其工作步骤如下：

第一步，将PET膜放置于压板和夹板之间，然后采用夹紧气缸对夹板施加压力将PET膜牢牢地固定在压板和夹板之间，

第二步，将具有纳米结构的模板放置在托板上（模板图中未示出），模板和环形槽形成密闭空间，通过真空泵或者抽气泵将密闭空间中的空气吸出，模板被牢牢地固定在托板之上。

第三步，启动加热装置，加热装置开始对模板进行加热。

第四步，上下移动装置带动托板向上移动，模板通过夹板上的孔热压于PET膜上，模板上的纳米结构被转移到了PET膜上。

第五步，模板上的纳米结构完全转移到PET膜上以后，关闭加热装置，上下移动装置带动托板回到原位。

第六步，将模板拆下，换上旋涂有一层液态光刻胶的基板（基板图中未示出）。

第七步，上下移动装置带动托板再次向上移动，基本通过夹板上的孔，压至于印有纳米结构的PET膜上，PET膜上的纳米结构被转移到涂有液态光刻胶的基板上。

第八步，启动紫外线光照灯，紫外线透过压板的透明部分、PET膜，作用在光刻胶上，将其固化，上下移动装置带动托板回到原位，纳米压印过程结束。

带有纳米机构的PET膜可以多次使用，继续压印时，只需要再次放置旋涂有一层液态光刻胶的基板实施以上第六步到第八步即可，直至PET膜上的纳米结构损坏，重新实施第一步到第八步。

优选地，所述上下移动装置为伺服电动缸，所述伺服电动缸为直驱式，由伺服电机和滚珠丝杠组成。伺服电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点：精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成精确速度控制、精确位置控制、精确推力控制。实现了高精度直线运动。

PET膜又名耐高温聚酯薄膜。它具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。