具有低表面粗糙度的壓印模具及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓印模具及制備方法，特別是涉及一種具有低表面粗糙度的壓印模具及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米壓印技術(shù)(Nanoimprint lithography, NIL)突破了傳統(tǒng)光刻在特征尺寸減小過(guò)程中的難題，具有分辨率高、低成本、高產(chǎn)率的特點(diǎn)。自1995年提出以來(lái)，納米壓印已經(jīng)經(jīng)過(guò)了將近20年的發(fā)展，演變出了多種壓印技術(shù)，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、MEMS、生物芯片、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。被譽(yù)為十大改變?nèi)祟?lèi)的技術(shù)之一。NIL的基本思想是通過(guò)模版，將圖形轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的襯底上，轉(zhuǎn)移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過(guò)熱壓或者輻照等方法使其結(jié)構(gòu)硬化從而保留下轉(zhuǎn)移的圖形。
[0003]模具是納米壓印技術(shù)與傳統(tǒng)光學(xué)光刻工藝最大的區(qū)別所在，是以模具作為壓印特征的初始載體直接決定著壓印圖型的質(zhì)量，要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的壓印復(fù)型，必須要有高質(zhì)量的壓印模具。不同于傳統(tǒng)光學(xué)光刻使用的掩模(4X)，納米壓印技術(shù)使用的是IX模版，它在模具制作、檢查和修復(fù)技術(shù)面臨更大挑戰(zhàn)。當(dāng)前，模具的制作已經(jīng)成為納米壓印技術(shù)NIL最大的技術(shù)瓶頸，而且隨著納米壓印技術(shù)研宄的日益深入以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，NIL模具的制造將變的越來(lái)越重要并面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，模具的制造已經(jīng)成為當(dāng)前納米壓印技術(shù)一個(gè)最重要的研宄熱點(diǎn)，納米壓印技術(shù)發(fā)展的歷史也是壓印模具不斷發(fā)展創(chuàng)新的歷史。
[0004]目前制作壓印模具的方法大概分為以下三種:整體式的微細(xì)精密機(jī)械加工、LIGA技術(shù)、以及準(zhǔn)LIGA技術(shù)。
[0005]整體式的微細(xì)精密機(jī)械加工技術(shù)要求昂貴的精密機(jī)械加設(shè)備，而LIGA技術(shù)需要昂貴的同步輻射X光光源和X光掩模版且光源稀少，大大限制了 LIGA技術(shù)的應(yīng)用。準(zhǔn)LIGA技術(shù)同樣需要昂貴的設(shè)備。另外，整體式的微細(xì)精密機(jī)械加工、LIGA技術(shù)、準(zhǔn)LIGA技術(shù)由于加工出來(lái)的模具各凹凸圖案之間間距很小，無(wú)法對(duì)圖案的側(cè)壁進(jìn)行處理以提高光潔度。不光潔的側(cè)壁很容易造成壓印后脫模困難，甚至在脫模過(guò)程中破壞模具或者壓印后圖案。
[0006]鑒于以上所述，如何能夠?qū)崿F(xiàn)一種具有低表面粗糙度的壓印模具及其制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所期待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有低表面粗糙度的壓印模具及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中壓印模具不光潔的側(cè)壁容易造成壓印后脫模困難，甚至在脫模過(guò)程中破壞模具或者壓印后圖案的問(wèn)題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法，包括步驟:
[0009]I)提供表面平滑的基底，于所述基底上粘貼干膜；
[0010]2)對(duì)所述干膜進(jìn)行曝光及顯影，于所述干膜中形成直至所述基底的具有預(yù)設(shè)圖形的凹槽結(jié)構(gòu)；
[0011]3)采用電鍍或者化學(xué)鍍的方法于所述干膜表面及各凹槽結(jié)構(gòu)中形成鍍鎳母版，所形成的鍍鎳母版包括充滿(mǎn)各凹槽結(jié)構(gòu)的鎳凸起結(jié)構(gòu)以及覆蓋于所述干膜表面的鎳底板；
[0012]4)將所述鍍鎳母版與所述干膜及基底進(jìn)行剝離，獲得鍍鎳母版。
[0013]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述鎳凸起結(jié)構(gòu)的表面及側(cè)面為光潔面。
[0014]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟3)包括以下步驟:
[0015]3-1)采用濺射工藝于各凹槽結(jié)構(gòu)及干膜表面形成種子層；
[0016]3-2)采用電鍍或者化學(xué)鍍的方法于各凹槽結(jié)構(gòu)中及所述干膜表面的種子層表面形成鍍鎳母版。
[0017]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述凹槽的深度為10微米?50微米，寬度為5微米?20微米。
[0018]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述具有預(yù)設(shè)圖形的凹槽結(jié)構(gòu)為獨(dú)立分布的凹槽或呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布的凹槽。
[0019]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述基底為玻璃基底。
[0020]本發(fā)明還提供一種具有低表面粗糙度的壓印模具，所述壓印模具為鍍鎳母版，包括鎳底板以及結(jié)合于所述鎳底板表面的多個(gè)鎳凸起結(jié)構(gòu)，所述鎳凸起結(jié)構(gòu)的表面及側(cè)面為光潔面。
[0021]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的一種優(yōu)選方案，所述多個(gè)鎳凸起結(jié)構(gòu)為獨(dú)立分布的凸起或呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布的凸起。
[0022]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的一種優(yōu)選方案，所述鎳凸起結(jié)構(gòu)的高度范圍為10微米?50微米。
[0023]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的一種優(yōu)選方案，所述鎳凸起結(jié)構(gòu)的寬度范圍為5微米?20微米。
[0024]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的一種優(yōu)選方案，所述鎳底板的厚度范圍為100微米?250微米。
[0025]作為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的一種優(yōu)選方案，所述鎳凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀為矩形或者具有O?10度脫模角的梯形。
[0026]如上所述，本發(fā)明提供一種具有低表面粗糙度的壓印模具及其制備方法，所述制備方法包括步驟:1)提供表面平滑的基底，于所述基底上粘貼干膜；2)對(duì)所述干膜進(jìn)行曝光及顯影，于所述干膜中形成直至所述基底的具有預(yù)設(shè)圖形的凹槽結(jié)構(gòu)；3)采用電鍍或者化學(xué)鍍的方法于所述干膜表面及各凹槽結(jié)構(gòu)中形成鍍鎳母版，所形成的鍍鎳母版包括充滿(mǎn)各凹槽結(jié)構(gòu)的鎳凸起結(jié)構(gòu)以及覆蓋于所述干膜表面的鎳底板；4)將所述鍍鎳母版與所述干膜及基底進(jìn)行剝離，獲得鍍鎳母版。本發(fā)明在玻璃基材上貼干膜，對(duì)干膜進(jìn)行曝光顯影后電鍍鎳層，得到壓印模具。由于干膜通過(guò)光刻、顯影等處理，壓印模具的側(cè)壁光潔度良好，具有非常低表面粗糙度。此外，采用本發(fā)明制備的壓印模具深度可達(dá)10?50 μ m，大大提高了模具的應(yīng)用范圍，可作為電鑄母版使用。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1?圖6顯示為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法各步驟所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖6顯示為本發(fā)明的具有低表面粗糙度的壓印模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0029]101 基底
[0030]102 干膜
[0031]103 凹槽結(jié)構(gòu)
[0032]104 種子層
[0033]105 鍍鎳母版
[0034]106 鎳底板
[0035]107 鎳凸起結(jié)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀(guān)點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0037]請(qǐng)參閱圖1?圖6。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0038]如圖1?6所示，本實(shí)施例提供一種具有低表面粗糙度的壓印模具的制備方法，包括步驟:
[0039]如圖1?圖2所示，首先進(jìn)行步驟I)，提供表面平滑的基底101，于所述基底101上粘貼干膜102。
[0040]作為示例，所述基底101為玻璃基底101，當(dāng)然，其他的表面光滑的基底101也同樣適用，如陶瓷基底101或金屬基底101等。
[0041]干膜102(Dry film)是一種高分子的化合物，它通過(guò)紫外線(xiàn)的照射后能夠產(chǎn)生一種聚合反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的物質(zhì)附著于板面，從而達(dá)到阻擋電鍍和蝕刻的功能。干膜102的分類(lèi)一般分為三層，一層是PE保護(hù)膜，中間是干膜102層，另一個(gè)是PET保護(hù)層。PE層和PET層都只是起保護(hù)作用的在壓膜前和顯影前都有必須要去掉的，真正起作用的是中間一層干膜102，它具有一定的粘性和良好的感光性。本發(fā)明選用干膜102，具有易于操作，容易保持清潔，且不必經(jīng)過(guò)烘烤、作業(yè)性能較佳等優(yōu)點(diǎn)。
[0042]如圖3所示，然后進(jìn)行步驟2)，對(duì)所述干