一种用于大面积纳米压印的自适应压印头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103246161A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103246161103246161A(43)申请公布日2013.08.14(21)申请号201310173105.2(22)申请日2013.05.10(71)申请人青岛博纳光电装备有限公司地址266000山东省青岛市高新技术开发区锦业路1号中小企业孵化器综合楼(72)发明人兰红波(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人邓建国(51)Int.Cl.G03F7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种用于大面积纳米压印的自适应压印头(57)摘要本发明公开了一种用于大面积纳米压印的自适应压印头，它包括一维位移平台、连接支架、连接板、弹簧、导柱，其中，一维位移平台的立板与连接支架相连接，弹簧一端置于连接支架底板凹槽中，另一端置于连接板的凹槽中，导柱穿过连接板、弹簧，并与连接支架底板连接。本发明具有结构简单、调整方便、成本低、适应性广和柔性高的优点。可应用于整片晶圆纳米压印、滚轮对滚轮型纳米压印，尤其适用于滚轮对平面型纳米压印。为大面积纳米压印光刻工艺和装备的开发提供一种有效的解决方案。CN103246161ACN103246ACN103246161A权利要求书1/1页1.一种用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，包括：一维位移平台；一维位移平台与连接支架立板相连接，实现压印头沿Z向移动，对模具施加压印力以及模具和衬底之间间隙的调整；连接支架；所述连接支架包括立板、底板，所述立板和底板垂直连接，连接支架将一维位移平台、连接板、弹簧、导柱组成一个六自由度被动适应调整系统；连接板；连接板一面通过弹簧和导柱与连接支架的底板连接，另一面用以固定模具或者模具装置；弹簧；弹簧固定在连接支架底板和连接板之间，弹簧的刚度根据压印模具重量、间隙调整量和施加的压印力大小来确定；导柱；导柱穿过连接板、弹簧，并与连接支架底板固定，所述导柱一方面用于限制弹簧的横向变形，另一方面与连接支架底板和连接板共同承载模具和连接板自身的重力，消除这些重力对压印力的影响。2.如权利要求1所述的用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，所述连接板上还设有筋板，用于提高连接支架的刚度。3.如权利要求1所述的用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，所述导柱穿过连接支架底板，并通过固定螺母固定。4.如权利要求1所述的用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，所述弹簧置于连接支架底板和连接板的四个角的位置，数量为4个。5.如权利要求1所述的用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，所述连接支架底板的下表面和连接板的上表面设置有凹槽，用于放置和定位弹簧。6.如权利要求1所述的用于大面积纳米压印的自适应压印头，其特征是，所述连接板上还设有通孔，用以固定模具或者模具装置。2CN103246161A说明书1/4页一种用于大面积纳米压印的自适应压印头技术领域[0001]本发明涉及一种纳米压印光刻用压印头，尤其涉及一种用于大面积纳米压印光刻的自适应压印头，属于微纳制造和精密机械技术领域。背景技术[0002]纳米压印光刻(NanoimprintLithography,NIL)是一种全新微纳米图形化的方法，它是一种使用模具通过聚合物的受力变形实现其图形化的技术。与其它微纳米制造方法相比，NIL具有高分辨率、超低成本和高生产率的特点，尤其在大面积微纳米结构和复杂三维微纳米结构制造方面更具有突出的优势。[0003]NIL是一种接触式复形工艺，由于纳米压印结构机械本身的误差以及衬底自身的不平整（存在翘曲和变形，尤其对于LED外延片），在纳米压印过程中存在不平行误差和楔形误差，模具和衬底之间不能实现很好的共形接触，如果不对衬底和模具之间的不平行度误差和楔形误差进行补偿，确保模具和衬底之间具有良好的共形接触，则无法保证在压印过程中模具与衬底之间完全均匀一致性接触，获得均匀一致的残留层厚度，一致的压印图形。如果模具与衬底之间的不平行度超过一定的程度，导致楔形留膜的厚度差超过压印特征的高度，将导致图形转移的失败，而且还有可能导致模具的损坏。此外，模具与衬底的不平行也可能导致纳米压印过程中模具与衬底产生相对滑移，发生侧向扩张，影响压印图形的精度；在脱模时模具也可能会对压印特征造成破坏。为了确保模具和衬底之间具有良好的共形接触，传统的方法是增大压印力，但是这可能导致局部压印力过大，这一方面可能导致局部接触模具的损坏，对于III-V族等易碎衬底，也容易导致衬底碎裂。因此，在纳米压印过程中必须保证模具与衬底的平行度，模具和非平整衬底之间具有良好的共形接触。另外，与步进重复纳米压印工艺相比，对