一种带切割道的软结构纳米压印模具的制作方法

本实用新型涉及一种微纳产品的压印模具，特别是涉及一种带切割道的软结构纳米压印模具。

背景技术：

纳米压印技术是一种新型的纳米结构图形转移技术，图形是通过一定的压力按压具有凹凸纳米结构的模板到均匀涂覆很薄的聚合物薄层的基板上实现图形转移；对上述压印组件进行加热或紫外曝光等方法使纳米结构定型；除去模板后，涂覆聚合物薄层的基板上留下原始凹凸纳米结构图形的压印。纳米压印工艺流程操作简单，工作效率高，因此越来越多的被应用到了各个领域，比如高亮度光子晶体、微纳光学元件(光波导、微光学透镜、光栅)、微流控芯片等。

像其他半导体生产方式一样，纳米压印也是晶圆级的生产。产品都被加工在大片(直径为2-12英寸)的晶圆上，然后再通过切割的方式加工成最终产品。目前比较常用的切割方式有两种，晶圆划片切割和激光切割。激光切割的精度比划片切割更高。另外，晶圆划片切割只能切割方形的产品，而激光切割则可以切割各种形状(如圆形)的产品。因此激光切割被更加广泛的应用在纳米压印制成的产品中。然而使用激光切割纳米压印晶圆时，经常遇到很大问题。原因是在纳米压印过程中，会形成较厚的压印胶残余层。压印胶残余层的材料是聚合物，非常不容易被激光切穿。如果激光强度过大，压印胶残余层会吸收过量的激光热量会导致元件光学性能下降或结构变形。如果激光强度不足则会切不透压印胶残余层。这些问题使目前激光切割纳米压印产品的良率很低，成本很高。

技术实现要素：

为了解决纳米压印生产的产品在切割中遇到的问题，本实用新型提出了一种带切割道的软结构纳米压印模具。

本实用新型所采用的技术方案是：

包括基板；

包括切割道遮光层，切割道遮光层布置于基板上表面；

包括微纳结构层，微纳结构层设置于基板下表面，所述的微纳结构层为覆盖在基板下表面的带有微纳凹凸表面的材料层。

所述的基板采用玻璃、pet(聚对苯二甲酸类塑料)、pc(聚碳酸酯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)等。但不仅限于上述材料。

所述的基板是软的材质。

所述的材料层采用聚合物材料。聚合物具体可以为硅胶pdms。

所述的切割道遮光层形状为预留切割道的形状。

所述的切割道遮光层采用紫外光透过率低的金属，具体为铬，钼，钨等。但不仅限于上述材料。

所述的微纳结构层的凹凸形状与所需制作的微纳产品的凸凹形状相反，以保证压印后得到所需要的结构形貌。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型技术方案在纳米压印模具基板上加一层切割道遮光层，遮挡紫外光照射到切割道区域的压印胶。这样未经照射的压印胶没有固化，可以用压印胶清洗液洗掉，在晶圆上留出了没有压印胶残余层的切割道。这样可以避免由于压印胶残余层带来的激光切割中的问题，大大提高激光切割的良率，成本和效率。

不仅对于激光切割，对于精度不高的划片切割来说，这种没有压印胶残余层的切割道也更容易切割。可以大大降低切割刀片的磨损率，降低切割成本。

附图说明

图1为实施例的带切割道的软结构纳米压印模具截面示意图；

图2为实施例的纳米压印过程示意图；

图3为实施例压印清洗后得到的带有无压印胶残余层切割道的晶圆截面示意图；

图4为实施例压印清洗后得到的带有无压印胶残余层切割道的晶圆正面示意图。

图中：基板211、带有微纳结构的聚合物层212、切割道遮光层213、压印胶231、切割道232、所需微纳结构233、压印晶圆23。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

如图1所示，在本实施例中的纳米压印模板也包括三个部分：玻璃基板211、切割道遮光层213和带有微纳结构的聚合物层212。玻璃基板211采用玻璃材质，微纳结构层为覆盖在基板211下表面的带有微纳结构的聚合物层212，聚合物要与玻璃基板211有很好的粘附性，而且透光性好，具体可采用硅胶pdms。

切割道遮光层213形状为预留切割道的形状，采用一层切割道形状的金属层，比如铬。这使得紫外光垂直竖直向下照射时，切割道遮光层213对紫外光的遮挡，在纳米压印紫外曝光过程中，光线无法通过切割道遮光层213所在的区域形成遮光区域，即无法通过预留切割道。

使用本实施例纳米压印模板进行纳米压印生产，也能得到没有压印胶残余层的切割道，大大降低后续切割的难度，具体过程如下：

步骤一：在产品所需的压印晶圆23(可以是玻璃、硅、蓝宝石、三五族半导体晶圆等)上旋涂一层压印胶231。

步骤二：将上述实施例中的纳米压印模板压在涂好压印胶的压印晶圆23，如图2所示。

步骤三：进行紫外(uv)曝光，使压印胶231固化。紫外线垂直向下直线照射透过纳米压印模板中透明的玻璃基板211将没有被切割道遮光层213遮挡的压印胶231部分固化，被切割道遮光层213遮挡的压印胶231未被紫外线照射未固化，还保持液态。

步骤四：把纳米压印模板和压印晶圆23分开，固化的压印胶231粘在了压印晶圆23上并带有和纳米压印模板上微纳结构相反的结构。

步骤五：在纳米压印模板的切割道遮光层213下面的压印胶231没有经过紫外光照射，因此没有固化，还保持液态。然后把带有压印胶(包含固化和未固化)的压印晶圆23放入压印胶清洗液(比如10％浓度的乙醇)，洗去未固化的压印胶231。而未固化的压印胶231所在部分是设计好的切割道，这样就在压印晶圆23上形成了没有压印胶残余的切割道232和所需微纳结构233，如图3所示。图4为压印结果示意图。

由此，本实用新型提出的特殊模具进行使用，可使在纳米压印晶圆上，在设计好的切割道区域内没有压印胶残余层，直接露出基底材料。这样就可以避免由于压印胶残余层给后续切割工艺带来的困难，大大提高良率和产品质量，也可以降低切割时间和成本。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

技术特征：

1.一种带切割道的软结构纳米压印模具，其特征在于：

包括基板(211)；

包括切割道遮光层(213)，切割道遮光层(213)布置于基板(211)上表面；

包括微纳结构层(212)，所述的微纳结构层为覆盖在基板(211)下表面的带有微纳凹凸表面的材料层。

2.根据权利要求1所述的一种带切割道的软结构纳米压印模具，其特征在于：所述的基板(211)采用玻璃、pet、pc或者pmma。

3.根据权利要求1所述的一种带切割道的软结构纳米压印模具，其特征在于：所述的切割道遮光层(213)形状为预留切割道的形状。

4.根据权利要求1所述的一种带切割道的软结构纳米压印模具，其特征在于：所述的切割道遮光层(213)采用紫外光透过率低的金属，具体为铬，钼或钨。

5.根据权利要求1所述的一种带切割道的软结构纳米压印模具，其特征在于：所述的微纳结构层的凹凸形状与所需制作的微纳产品的凸凹形状相反。

技术总结
本实用新型公开了一种带切割道的软结构纳米压印模具。包括基板；包括切割道遮光层，切割道遮光层布置于基板上表面；包括微纳结构层，微纳结构层设置于基板下表面，微纳结构层为覆盖在基板下表面的带有微纳凹凸表面的材料层；微纳结构层的凹凸形状与所需制作的微纳产品的凸凹形状相反。本实用新型可使在纳米压印晶圆上，在设计好的切割道区域内没有压印胶残余层直接露出基底材料，这样避免了由于压印胶残余层给后续切割工艺带来的困难，大大提高良率和产品质量，降低切割时间和成本。

技术研发人员：张琬皎;刘寅;张颖
受保护的技术使用者：杭州欧光芯科技有限公司
技术研发日：2019.12.23
技术公布日：2020.08.28