CN107121890A - 一种纳米压印模板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种纳米压印模板的制备方法及纳米压印模板，该方法包括：提供基板，在所述基板上形成遮光条，所述遮光条将所述基板分隔为多个区域，每个区域对应一个待拼接的纳米压印模板单元；在所述基板及所述遮光条上涂覆压印胶；将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上；从所述基板远离所述压印胶的一侧照射紫外光，使得所述压印胶固化；将所述纳米压印模板单元从所述压印胶上脱模；去除所述遮光条上未固化的压印胶，以形成所述纳米压印模板。
Description
技术领域
本发明涉及纳米压印技术，尤指一种纳米压印模板及其制备方法。
背景技术
为追求更小特征尺寸，避免光学光刻瓶颈，纳米压印工艺最先被美国明尼苏达大学提出，属于下一代光刻技术，是一种低成本、高效率的纳米级图案转移技术。研究表明压印的最小特征尺寸可以达到10nm。
目前压印所使用的纳米压印模版通常用电子束刻蚀等技术进行制作，无法制作大尺寸的纳米压印模版。而对于大尺寸的显示产品，如果采用小尺寸的纳米压印模板进行压印制作，工艺难度大，效率低，而且制作得到的大尺寸显示产品的质量难以保证。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明至少一实施例提供了一种纳米压印模板及其制备方法，实现大面积纳米压印模板的制作。
为了达到本发明目的，本发明至少一实施例提供了一种纳米压印模板的制备方法，包括：
提供基板，在所述基板上形成遮光条，所述遮光条将所述基板分隔为多个区域，每个区域对应一个待拼接的纳米压印模板单元；
在所述基板及所述遮光条上涂覆压印胶；
将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上；
从所述基板远离所述压印胶的一侧照射紫外光，使得所述压印胶固化；
将所述纳米压印模板单元从所述压印胶上脱模；
去除所述遮光条上未固化的压印胶，以形成所述纳米压印模板。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括，去除所述纳米压印模板上的所述遮光条。
在本发明一可选实施例中，所述遮光条由金属或者黑色树脂组成。
在本发明一可选实施例中，所述金属为铬、钼、铝中的一种或多种。
在本发明一可选实施例中，所述基板上包括多个第一对位标记，所述纳米压印模板单元上包括与所述第一对位标记对应的第二对位标记；
所述将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上包括：
根据所述第一对位标记和第二对位标记将所述纳米压印模板单元与所述基板对位后，将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上。
在本发明一可选实施例中，所述各区域和所述纳米压印模板单元为矩形；
所述第一对位标记为每个所述区域的四个顶点处由遮光条构成的十字标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的方框标记；
或者，
所述第一对位标记为设置在每个所述区域的四个顶点处的方框标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的十字标记。
在本发明一可选实施例中，将所述纳米压印模板作为母版，进行复制获得由柔性材料制成的纳米压印模板。
在本发明一可选实施例中，通过电子束刻蚀和干刻工艺形成所述纳米压印模板单元；
或者，
通过电子束刻蚀和干刻工艺形成纳米压印模板单元母版后，进行复制获得柔性材料制成的所述纳米压印模板单元。
在本发明一可选实施例中，所述柔性材料为聚二甲基硅氧烷或者含氟聚合物。
本发明一实施例还提供一种使用上述纳米压印模板的制备方法制备的纳米压印模板。
与相关技术相比，本发明至少一实施例中，将多个纳米压印模板单元进行压印拼接得到大面积的纳米压印模板，从而可以实现大面积纳米压印，提高生成效率，降低生产成本，可以支持大尺寸显示产品的制作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明一实施例提供的纳米压印模板的制备方法流程图；
图2(a)～图2(j)为本发明一实施例提供的纳米压印模板的制备方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面通过具体实施例进一步说明本申请提供的纳米压印模板及其制备方法。
实施例一
本实施例中，使用多个纳米压印模板单元进行拼接压印获得大面积的纳米压印模板。如图1所示，本实施例提供一种纳米压印模板的制备方法，包括：
步骤101，提供基板，在所述基板上形成遮光条，所述遮光条将所述基板分隔为多个区域，每个区域对应一个待拼接的纳米压印模板单元。
例如，所述基板为透明材料。所述透明材料可以是石英、树脂。当然，本申请不限限于此，可以使用其他透明材料。
例如，在所述基板上形成遮光条包括：在所述基板上通过阵列构图工艺形成遮光条。
在本实施例中，构图工艺例如为光刻构图工艺，其例如包括：在需要被构图的结构层上涂覆光刻胶层，使用掩膜板对光刻胶层进行曝光，对曝光的光刻胶层进行显影以得到光刻胶图案，使用光刻胶图案对结构层进行蚀刻，然后可选地去除光刻胶图案。根据需要，构图工艺还可以是丝网印刷、喷墨打印方法等。
例如，所述遮光条可以是金属，也可以是深色树脂，比如黑色。所述金属包括铬、钼、铝之中的一种或多种。当然，也可为其他金属材料。
例如，所述遮光条包括多条。所述多个区域大小形状可以相同，也可以不同。即可以对多个一样的纳米压印模板单元进行拼接得到大面积的纳米压印模板，也可以将不同的纳米压印模板单元进行拼接从而得到大面积的纳米压印模板。
例如，所述遮光条的宽度可以根据实际生产的传感器或显示产品尺寸、BM(blackMatrix，黑矩阵)位置等进行排布，尽量减小影响。
步骤102，在所述基板及所述遮光条上涂覆压印胶；
例如，可以通过旋转涂胶工艺将所述压印胶涂覆在所述基板及所述遮光条上。
例如，所述压印胶为紫外光固化材料，优选含硅比例较高，粘度比较低、紫外固化所需剂量小，抗刻蚀性强的材料。
步骤103，将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上。
例如，各区域大小分别与压印在所述区域上的纳米压印模板单元大小一致。
其中，将所述纳米压印模板单元对准所述基板通过气体或固体施压，将所述纳米压印模板单元的纳米图案单元压印至所述基板的压印胶上。
步骤104，从所述基板远离所述压印胶的一侧照射紫外光，使得所述压印胶固化；
步骤105，将所述纳米压印模板单元从所述压印胶上脱模；
步骤106，去除所述遮光条上未固化的压印胶，以形成所述纳米压印模板。
例如，可以通过显影的方式去除所述遮光条上未固化的压印胶。
在一可选实施例中，所述基板上包括多个第一对位标记，所述纳米压印模板单元包括与所述第一对位标记对应的第二对位标记。
所述步骤103中将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶包括：根据所述第一对位标记和第二对位标记将所述纳米压印模板单元与所述基板对位后，将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上。
其中，第一对位标记和第二对位标记的图案可以相同也可以不同。比如，可以使用十字性图案，方框图案，三角形图案等等。
第一对位标记可以在生成所述遮光条的时候同时生成，当然，也可以单独采用一道工序生成。第二对位标记可以在生成纳米压印模板单元上的纳米图案时采用同一道曝光刻蚀工艺生成，也可以单独采用一道工序生成第二对位标记。
例如，各区域和所述纳米压印模板单元为矩形时：
第一对位标记可以是每个所述区域的四个顶点处由所述遮光条构成的十字标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的方框标记；
或者，所述第一对位标记为设置在每个所述区域的四个顶点处的方框标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的十字标记。
需要说明的是，采用对位标记进行对位仅为示例，可以根据需要采用其他对位方式。
需要说明的是，可以将四个顶点处的遮光条构成的十字标记均作为对位标记，也可以只使用其中部分作为对位标记。
当然，在其他实施例中，也可以不以遮光条作为对位标记，在所述基板上设置其他对位标记，只要使得所述纳米压印模板单元能压印到其对应的区域即可。
本实施例提供的纳米压印模板的制备方法，通过在基板上设置遮光条，将所述纳米压印模板单元压印在所述基板上由所述遮光条分隔形成的多个区域，最终生成由多个纳米压印模板单元拼接而成的纳米压印模板。本申请所述方案，所述遮光条上方的压印胶被所述遮光条遮挡，在紫外固化过程中不会被固化，在后续显影过程中被去除，因此，最终生成的纳米压印模板的拼接缝大小可控(由所述遮光条决定)。
在一可选实施例中，还包括，步骤107，去除所述纳米压印模板上的所述遮光条。
例如，所述遮光条为金属时，可以使用金属刻蚀液进行刻蚀去除所述遮光条。需要说明的是，本申请不限于此，可以应用其他方式去除所述遮光条。
其中，可以直接使用步骤106和步骤107所得的纳米压印模板进行纳米压印，也可将其作为母版，复制获得更多大面积纳米压印模板。在一可选实施例中，还包括，步骤108，将所述纳米压印模板作为母版，进行复制获得由柔性材料制成的纳米压印模板。
例如，所述柔性材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者含氟聚合物。所述含氟聚合物包括以下至少之一：全氟聚醚、乙烯-四氟乙烯共聚物、硫醇-烯全氟聚合物。PDMS对压印胶的兼容性较好，且价格相对较低。
由于压印工艺对大面积纳米压印模板的损耗比较严重，大面积压印模板的制作成本较高，因此，将所得的纳米压印模板作为母版，复制得到多个柔性材料的纳米压印模板进行后续压印工艺，则不会损坏母版。而且由于柔性材料纳米压印模板的成本比较低，从而可以降低纳米压印成本。
在其他实施例中，也可以将所述纳米压印模板作为母版，进行复制得到金属材料制成的纳米压印模板。一种复制方式如下：先在母模版上通过溅射工艺，形成一层10纳米左右的金属种子层，通过电镀工艺，形成500um～1mm的金属镀层，通过剥离工艺，将母模版和金属模版分离。所述金属材料可以是碳素钢、碳化硅或者金属镍。
在一可选实施例中，还包括：
步骤100，通过电子束刻蚀和干刻工艺形成所述纳米压印模板单元母版；将纳米压印模板单元母版进行复制获得柔性材料制成的所述纳米压印模板单元。
例如，通过电子束刻蚀和干刻工艺形成的所述纳米压印模板单元母版可以由硅或者石英制成。
例如，所述柔性材料为PDMS或者含氟聚合物。所述含氟聚合物包括以下至少之一：全氟聚醚、乙烯-四氟乙烯共聚物、硫醇-烯全氟聚合物。
由于柔性材料的纳米压印模板单元的成本比较低，因此，通过进行复制得到多个纳米压印模板单元后再进行拼接压印得到大面积的纳米压印模板单元的方式，可以降低制备大面积纳米压印模板的成本。
在其他实施例中，也可以直接使用电子束刻蚀和干刻工艺形成的所述纳米压印模板单元进行拼接压印。
需要说明的是，上述纳米压印模板的制备方法也可以作为一种大面积纳米压印的实现方法。
下面通过图2(a)至图2(j)进一步说明本申请提供的纳米压印模板的制备方法。
如图2(a)所示，通过电子束刻蚀和干刻工艺形成纳米压印模板单元1；该纳米压印模板单元1可以由硅或石英制成。
如图2(b)所示，将所述纳米压印模板单元1进行复制，获得多个PDMS软模板2。
如图2(c)所示，在基板3上形成遮光条4，其中，可以通过阵列构图工艺形成遮光条4。基板3可以采用玻璃或者树脂等透明材料。遮光条4可以使用金属或者黑色树脂材料。遮光条4将基板3分隔为多个区域5，每个区域对应一个纳米压印模板单元。其中，各区域顶点处的遮光条构成对位标记6(图2(c)中方框内的十字形图案)。该十字型图案与位于纳米压印模板单元上的方框标记一一对应。当然，对位标记也可以是图2(c)中的方框图案。图2(c)中为了说明将两种标记均示出，实际中只使用一种对位标记即可。
如图2(d)所示，在基板3和遮光条4上涂覆压印胶7。如图2(e)所示，以对位标记6进行对位，将PDMS软模板2压印在其对应的区域的压印胶上。
如图2(f)所示，从基板3远离所述压印胶7的一侧(即基板3背面)照射紫外光8，使得所述压印胶7固化，得到固化的压印胶7-1和未固化的压印胶7-2。需要说明的是，遮光条4上的压印胶7-2由于被所述遮光条4遮挡，因此未被固化。
如图2(g)所示，将所述PDMS软模板2从所述压印胶7上分离从而实现脱模。
如图2(h)所示，通过显影去除所述遮光条4上方未固化的压印胶7-2。具体显影实现方式请参考相关技术，此处不再赘述。
如图2(i)所示，通过金属刻蚀液洗除所述遮光条4，从而得到纳米压印模板9。
如图2(j)所示，对所述纳米压印模板9进行浇筑复制得到由PDMS制成的纳米压印模板10。
本发明一实施例还提供一种使用上述纳米压印模板的制备方法制备的纳米压印模板。
有以下几点需要说明：
(1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种纳米压印模板的制备方法，其特征在于，包括：
提供基板，在所述基板上形成遮光条，所述遮光条将所述基板分隔为多个区域，每个区域对应一个待拼接的纳米压印模板单元；
在所述基板及所述遮光条上涂覆压印胶；
将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上；
从所述基板远离所述压印胶的一侧照射紫外光，使得所述压印胶固化；
将所述纳米压印模板单元从所述压印胶上脱模；
去除所述遮光条上未固化的压印胶，以形成所述纳米压印模板。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括，去除所述纳米压印模板上的所述遮光条。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述遮光条由金属或者黑色树脂组成。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述金属为铬、钼、铝中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述基板上包括多个第一对位标记，所述纳米压印模板单元上包括与所述第一对位标记对应的第二对位标记；
所述将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上包括：
根据所述第一对位标记和第二对位标记将所述纳米压印模板单元与所述基板对位后，将所述纳米压印模板单元压印在其对应的区域的压印胶上。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述各区域和所述纳米压印模板单元为矩形；
所述第一对位标记为每个所述区域的四个顶点处由遮光条构成的十字标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的方框标记；
或者，
所述第一对位标记为设置在每个所述区域的四个顶点处的方框标记，所述第二标记为设置在所述纳米压印模板单元的四个顶点处的十字标记。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述纳米压印模板作为母版，进行复制获得由柔性材料制成的纳米压印模板。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过电子束刻蚀和干刻工艺形成所述纳米压印模板单元；
或者，
通过电子束刻蚀和干刻工艺形成纳米压印模板单元母版后，进行复制获得柔性材料制成的所述纳米压印模板单元。
9.如权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述柔性材料为聚二甲基硅氧烷或者含氟聚合物。
10.一种使用权利要求1至9任一所述的纳米压印模板的制备方法制备的纳米压印模板。
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