CN105511224B - 用于纳米压印复合模板的复制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纳米压印复合模板的复制装置，其包括第一对接单元和第二对接单元，其之间通过导向机构形成对合，且该第一对接单元和第二对接单元之间在对合后形成腔体。本发明相比于现有技术，其首先精简了结构的设置，使得制造成本得以降低；同时其复制过程简单，只需要向腔体内注入缓冲层即可，复制速度也得以提高；最后，通过设置导向机构，提高了复制的平整度，使得本发明无论相较于其他复制装置还是导向机构本身的作用，都取得了意想不到的技术效果，从而可以实现复合模板对微纳结构图案的高精度且高保真度的复制。

Description

用于纳米压印复合模板的复制装置

技术领域

本发明涉及一种微纳加工领域内的模板复制装置，具体涉及一种用于纳米压印复合模板的复制装置。

背景技术

在大规模集成电路制造中，应用最广泛的是光刻工艺，其中包括了黄光光刻、极紫外光刻、电子束直写、浸入式光刻等。在摩尔定律指引下，大规模集成电路已经稳步进入了纳米时代，光刻在45nm节点已经形成瓶颈。由于光学光刻技术固有的限制，已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展。在下一代图形转移技术中，电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位。其中纳米压印技术率先由Stephen Y.Chou教授提出，技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点。这是一种不同与传统光刻技术的全新图形转移技术。纳米压印技术既拥有大规模工业生产所必须的高产出率、低成本的优势，同时具备了电子束直写等技术才能达到的高分辨率。它的出现和快速发展迅速引起了全世界科研和生产部门的广泛重视。

近年来，纳米压印技术得到了迅猛的发展，其中压印中模板的制备成为了关键技术。模板通常使用电子束直写技术来制备，但是电子束直写速度慢，成本高。模板的制备一直成为纳米压印技术中的关键性环节。因此，寻找一种制造成本低、复制快速且复制平整度高的制备模板的方法尤为重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制造成本低、复制快速且复制平整度高的用于纳米压印复合模板的复制装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

用于纳米压印复合模板的复制装置，其包括第一对接单元和第二对接单元，其之间通过导向机构形成对合，且该第一对接单元和第二对接单元之间在对合后形成腔体。

本发明的复制装置主要包括了第一对接单元、第二对接单元以及导向机构，第一对接单元和第二对接单元在对合后形成腔体，进行复制时，将支撑层和模板分别固定于第一对接单元和第二对接单元上，即固定在腔体内，然后通过向腔体内注入缓冲层(即用于复制的材料，如胶等)，利用缓冲层的流动性能，使得其在该密闭的腔体内缓慢地铺开和填满，待缓冲层形成后，复制的过程即完成。这其间，比较重要的一点，便是要保证对合后腔体上下的两底面的平行度，即保证第一对接单元和第二对接单元的平行度，为了达到这种平行度，本发明便设置了导向机构。导向机构在常规的使用中，其都是为了形成导向作用，从而保证运动部件的平稳移动，本发明利用该导向机构，使得第一对接单元相对于第二对接单元、或者第二对接单元相对于第一对接单元进行对合时，可以形成导向作用，该导向作用可以有效地克服人手或者其他设备在将对接单元进行对合时可能对其之间平行度的影响，即使得对接单元的对接具有参照物，从而使得对合后的两个对接单元得以保证平行度，从而使得腔体内所完成的复制品也可以保证其表面的平整度。

因此，本发明相比于现有技术，其首先精简了结构的设置，使得制造成本得以降低；同时其复制过程简单，只需要向腔体内注入缓冲层即可，复制速度也得以提高；最后，通过设置导向机构，提高了复制的平整度，使得本发明无论相较于其他复制装置还是导向机构本身的作用，都取得了意想不到的技术效果，从而可以实现复合模板对微纳结构图案的高精度且高保真度的复制。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的导向机构为间隔设置的多个。

采用上述优选的方案，通过设置多个导向机构，使得各个导向机构在进行对接单元的对合时，彼此之间可以形成参照和牵制，使得对接单元的各个点，特别是边缘部分得以保持一个平行度，从而进一步地提高对接单元之间的平行度，保证复制的平整度。

作为优选的方案，上述的导向机构包括导柱和导套，该导套设于第一对接单元上、该导柱对应该导套设于第二对接单元上，或者该导柱设于第一对接单元上、该导套对应该导柱设于第二对接单元上。

采用上述优选的方案，通过导柱和导套的配合，可以更加便于形成第一对接单元和第二对接单元的定向对合，保证对接单元之间的平行度。

作为优选的方案，上述的第一对接单元上设置有凸台，第二对接单元上设置有对应该凸台的凹槽，该凸台的高度低于该凹槽的深度，该凸台与凹槽对合形成上述腔体。

采用上述优选的方案，采用凸台和凹槽的配合，可以使得腔体的四周边缘不会因为对合而形成拼缝，从而使得所形成的腔体具有更佳的密闭性，从而防止因为漏气而对复制的平整度产生影响。

作为优选的方案，上述的凹槽外还设有密封垫。

采用上述优选的方案，可以进一步地提高腔体的密闭性。

作为可选的方案，上述的第一对接单元上设置有凹槽，第二对接单元上设置有对应该凹槽的凸台，该凸台的高度低于该凹槽的深度，该凹槽与凸台对合形成上述腔体。

采用上述优选的方案，采用凸台和凹槽的配合，可以使得腔体的四周边缘不会因为对合而形成拼缝，从而使得所形成的腔体具有更佳的密闭性，从而防止因为漏气而对复制的平整度产生影响。

作为可选的方案，上述的凸台外还设有密封垫。

采用上述优选的方案，可以进一步地提高腔体的密闭性。

作为优选的方案，上述的第二对接单元为双层结构，其上层部分形成与第一对接单元的对合。

采用上述优选的方案，可以便于形成第二对接单元的两个功能分区，上层部分可以形成与第一对接单元的对合作用，下层部分则可以用于设置气口等组成部分。

附图说明

图1为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置拆分状态下的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的立体图。

图5为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置对合状态下的主视图。

图6A为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的第一对接单元的剖视图。

图6B为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的第二对接单元的剖视图。

图7A为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的第一对接单元上凸台的俯视图。

图7B为图6A的立体图。

图8为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的第二对接单元中上层部分的俯视图。

图9A为本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的第二对接单元中下层部分的俯视图。

图9B为图9A的立体图。

其中，1.第一对接单元 11.凸台 111.气道 112.排气口 113.注入口12.把手 2.第二对接单元 21.凹槽 22.密封垫 23.上层部分 231.第一气孔 232.第二气孔 24.下层部分 241.第一真空口 242.第二真空口 243.第一气腔 244.第二气腔 3.导向机构 31.导柱 32.导套 4.腔体。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1-8所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的一些实施方式中，其包括第一对接单元1和第二对接单元2，其之间通过导向机构3形成对合，且该第一对接单元1和第二对接单元2之间在对合后形成腔体4。

其中，第一对接单元1和第二对接单元2可以为如图所示的板体，也可以为杆体、半球体等多种形状，在此不再一一列举。

进一步地，为了便于进行排气和注入复制材料以及固定支撑层等目的，第一对接单元1上还可以开设气道111、排气口112和注入口113，气道111用于固定支撑层，排气口112用于排气，注入口113用于注入复制材料。而第二对接单元2上为了便于固定模板，也可以设置第一气孔231来实现。当然，为了达到这些目的，根据本领域的公知常识，我们还可以通过其他方式来达到，这些都可以从现有技术中获知，在此不再一一列举。而为了便于人手操作，我们还可以在上面加装把手12。

结合图1-8所示，本复制装置主要包括了第一对接单元1、第二对接单元2以及导向机构3，第一对接单元1和第二对接单元2在对合后形成腔体4，进行复制时，将支撑层和模板分别固定于第一对接单元1和第二对接单元2上，即固定在腔体4内，然后通过向腔体4内注入缓冲层(即用于复制的材料，如胶等)，利用缓冲层的流动性能，使得其在该密闭的腔体4内缓慢地铺开和填满，待缓冲层形成后，复制的过程即完成。这其间，比较重要的一点，便是要保证对合后腔体4上下的两底面的平行度，即保证第一对接单元1和第二对接单元2的平行度，为了达到这种平行度，本复制装置便设置了导向机构3。导向机构3在常规的使用中，其都是为了形成导向作用，从而保证运动部件的平稳移动，本装置利用该导向机构3，使得第一对接单元1相对于第二对接单元2、或者第二对接单元2相对于第一对接单元1进行对合时，可以形成导向作用，该导向作用可以有效地克服人手或者其他设备在将对接单元进行对合时可能对其之间平行度的影响，即使得对接单元的对接具有参照物，从而使得对合后的两个对接单元得以保证平行度，从而使得腔体内所完成的复制品也可以保证其表面的平整度。

因此，本复制装置相比于现有技术，其首先精简了结构的设置，使得制造成本得以降低；同时其复制过程简单，只需要向腔体内注入缓冲层即可，复制速度也得以提高；最后，通过设置导向机构，提高了复制的平整度，使得本装置无论相较于其他复制装置还是导向机构本身的作用，都取得了意想不到的技术效果，从而可以实现复合模板对微纳结构图案的高精度且高保真度的复制。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-6B所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的导向机构3为间隔设置的多个。该导向机构3可以为如图所示的以包围形式设置于边缘的多个，而如果对接单元为长条形或者弧线形的，那么导向机构3也可以设置为直线排列或者弧线排列的多个。采用该实施例的方案，通过设置多个导向机构，使得各个导向机构在进行对接单元的对合时，彼此之间可以形成参照和牵制，使得对接单元的各个点，特别是边缘部分得以保持一个平行度，从而进一步地提高对接单元之间的平行度，保证复制的平整度。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-6B所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的导向机构3包括导柱31和导套32，该导套32设于第一对接单元1上、该导柱31对应该导套32设于第二对接单元2上。采用该实施例的方案，通过导柱和导套的配合，可以更加便于形成第一对接单元和第二对接单元的定向对合，保证对接单元之间的平行度。

作为该实施例的替代方案，我们还可以将导柱设于第一对接单元上、将导套对应该导柱设于第二对接单元上，也可以达到一样的目的。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-8所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第一对接单元1上设置有凸台11，第二对接单元2上设置有对应该凸台11的凹槽21，该凸台11的高度低于该凹槽21的深度，该凸台11与凹槽21对合形成腔体4。采用该实施例的方案，采用凸台和凹槽的配合，可以使得腔体的四周边缘不会因为对合而形成拼缝(凸台是深入到凹槽内配合形成腔体的)，从而使得所形成的腔体具有更佳的密闭性，从而防止因为漏气而对复制的平整度产生影响。而为了便于观察等目的，我们还可以使用可视材料制作凸台，使其成为可视窗。

作为该实施例的替代方案，我们还可以在第一对接单元上设置有凹槽，第二对接单元上设置有对应该凹槽的凸台，该凸台的高度低于该凹槽的深度，该凹槽与凸台对合形成腔体，也可以达到一样的目的。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-8所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的凹槽21外还设有密封垫22。其中，为了方便固定密封垫22，我们可以设置第二气孔232来实现，当然，也可以采用粘结等形式。采用该实施例的方案，可以进一步地提高腔体的密闭性。

作为该实施例的替代方案，我们也可以在凸台外还设有密封垫，也可以达到一样的目的。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-9B所示，在本发明的用于纳米压印复合模板的复制装置的另一些实施方式中，在前述内容的基础上，上述的第二对接单元2为双层结构，其上层部分23形成与第一对接单元1的对合。采用该实施例的方案，可以便于形成第二对接单元2的两个功能分区，上层部分23可以形成与第一对接单元1的对合作用，下层部分24则可以用于设置气口等组成部分，例如如图所示，开设第一真空口241、第二真空口242、第一气腔243和第二气腔244，第一真空口241为密封圈真空口，第二真空口242为模板固定真空口，第一气腔243为密封圈固定气腔，第二气腔244为模板固定气腔。

下面介绍本发明的工作过程：结合图1-9B所示，进行复制时，将支撑层和模板分别固定于第一对接单元1和第二对接单元2上，即固定在腔体4内，然后通过向腔体4内注入缓冲层，利用缓冲层的流动性能，使得其在该密闭的腔体4内缓慢地铺开和填满，待缓冲层形成后，复制的过程即完成。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.用于纳米压印复合模板的复制装置，其特征在于，包括第一对接单元和第二对接单元，其之间通过导向机构形成对合，且所述第一对接单元和所述第二对接单元之间在对合后形成腔体；其中，

所述第一对接单元上开设气道、排气口和注入口，气道用于固定支撑层，排气口用于排气，注入口用于注入复制材料；并且

所述第二对接单元为双层结构，上层部分形成与所述第一对接单元的对合，下层部分设置有气口；

所述第一对接单元上设置有凸台，所述第二对接单元上设置有对应所述凸台的凹槽，所述凸台的高度低于所述凹槽的深度，所述凸台与所述凹槽对合形成所述腔体；

或，所述第一对接单元上设置有凹槽，所述第二对接单元上设置有对应所述凹槽的凸台，所述凸台的高度低于所述凹槽的深度，所述凹槽与所述凸台对合形成所述腔体。

2.根据权利要求1所述的用于纳米压印复合模板的复制装置，其特征在于，所述导向机构为间隔设置的多个。

3.根据权利要求1或2所述的用于纳米压印复合模板的复制装置，

其特征在于，所述导向机构包括导柱和导套，所述导套设于所述第一对接单元上、所述导柱对应所述导套设于所述第二对接单元上，或者所述导柱设于所述第一对接单元上、所述导套对应所述导柱设于所述第二对接单元上。

4.根据权利要求1所述的用于纳米压印复合模板的复制装置，其特征在于，所述凹槽外还设有密封垫。

5.根据权利要求1所述的用于纳米压印复合模板的复制装置，其特征在于，所述凸台外还设有密封垫。