本發(fā)明屬于微納加工，具體涉及一種硅模具及其制備方法和作為納米壓印的模具的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著微納加工技術(shù)的發(fā)展，納米壓印技術(shù)因其高分辨率、高效率和低成本的優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。

2、納米壓印技術(shù)指通過(guò)光刻膠輔助，將模版上的微納結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到待加工材料上的技術(shù)。但傳統(tǒng)模版通常使用金屬模具，其加工工藝復(fù)雜、加工時(shí)間長(zhǎng)且費(fèi)用昂貴，限制了納米壓印的普及應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種硅模具及其制備方法和作為納米壓印的模具的應(yīng)用，本發(fā)明提供的硅模具制備周期短，成本低，作為納米壓印的模具使用，能夠提高納米壓印方法的效率、降低成本，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種硅模具的制備方法，包括以下步驟：

4、在硅基板上涂覆光刻膠；在硅基板上得到光刻膠層；將所述光刻膠層依次進(jìn)行曝光和顯影，得到具有微納結(jié)構(gòu)圖案的光刻膠層，得到具有光刻膠掩膜的硅基板；

5、采用等離子體刻蝕的方法，對(duì)具有光刻膠掩膜的硅基板進(jìn)行刻蝕，在硅基板上得到微納結(jié)構(gòu)，然后依次進(jìn)行除膠和清洗，得到硅模具。

6、優(yōu)選的，所述硅基板的厚度為0.5～2mm，直徑為4～8寸。

7、優(yōu)選的，所述光刻膠包括環(huán)氧光刻膠；所述涂覆為旋涂；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為1000～3000rpm，時(shí)間為30～60s；所述光刻膠層的厚度為5～100μm。

8、優(yōu)選的，所述曝光為紫外光曝光，所述紫外光曝光的曝光量為100～1000mj/cm2。

9、優(yōu)選的，所述等離子體刻蝕的條件包括：刻蝕選擇比為1:4～1:10，上電極功率為300～1200w，下電極功率為10～100w；刻蝕氣體包括鈍化氣體。

10、優(yōu)選的，所述刻蝕后得到的剩余光刻膠掩膜的厚度為1～90μm；

11、所述硅基板上得到的微納結(jié)構(gòu)為凹槽結(jié)構(gòu)，硅基板上的凹槽結(jié)構(gòu)的深度為10～500μm。

12、本發(fā)明提供上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的硅模具。

13、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述的硅模具作為納米壓印的模具的應(yīng)用。

14、本發(fā)明提供了一種納米壓印的方法，采用上述技術(shù)方案所述的硅模具進(jìn)行納米壓印。

15、優(yōu)選的，包括以下步驟：

16、在基底表面涂覆壓印膠，得到壓印膠層；

17、采用上述技術(shù)方案所述的硅模具與所述壓印膠層接觸進(jìn)行壓印，固化后分離所述硅模具，在基底表面得到具有微納結(jié)構(gòu)的壓印膠層。

18、本發(fā)明提供了一種硅模具的制備方法，包括以下步驟：在硅基板上涂覆光刻膠；在硅基板上得到光刻膠層；將所述光刻膠層依次進(jìn)行曝光和顯影，得到具有微納結(jié)構(gòu)圖案的光刻膠層，得到具有光刻膠掩膜的硅基板；采用等離子體刻蝕的方法，對(duì)具有光刻膠掩膜的硅基板進(jìn)行刻蝕，在硅基板上得到微納結(jié)構(gòu)，然后依次進(jìn)行除膠和清洗，得到硅模具。本發(fā)明提供的硅模板的制備方法，首先在硅基板表面涂覆光刻膠，并利用光刻的曝光和顯影將所需的微納結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠層上；然后利用等離子體刻蝕方法，將未被光刻膠保護(hù)的硅基板部分刻蝕掉，在硅基板上形成所需的微納結(jié)構(gòu)。最后去除剩余的光刻膠掩膜后清洗，得到硅模具。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的硅模板的制備方法具有以下有益的技術(shù)效果：

19、本發(fā)明提供的硅模具的制備方法十分適合大面積的納米壓印用硅模具的快速?gòu)?fù)制和大規(guī)模生產(chǎn)。從而本發(fā)明縮短了納米壓印的模版制作周期，進(jìn)而能夠提高納米壓印的生產(chǎn)效率。

20、本發(fā)明提供的硅模具的制備方法在大批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，降低了納米壓印用硅模版的制作成本低，具體的，本發(fā)明提供的納米壓印用硅模具制作成本降低為常規(guī)金屬模具的百分之十。

技術(shù)特征：

1.一種硅模具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅基板的厚度為0.5～2mm，直徑為4～8寸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述光刻膠包括環(huán)氧光刻膠；所述涂覆為旋涂；所述旋涂的轉(zhuǎn)速為1000～3000rpm，時(shí)間為30～60s；所述光刻膠層的厚度為5～100μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述曝光為紫外光曝光，所述紫外光曝光的曝光量為100～1000mj/cm2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述等離子體刻蝕的條件包括：刻蝕選擇比為1:4～1:10，上電極功率為300～1200w，下電極功率為10～100w；刻蝕氣體包括鈍化氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕后得到的剩余光刻膠掩膜的厚度為1～90μm；

7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的硅模具。

8.權(quán)利要求7所述的硅模具作為納米壓印的模具的應(yīng)用。

9.一種納米壓印的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求7所述的硅模具進(jìn)行納米壓印。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米壓印的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于微納加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅模具及其制備方法和作為納米壓印的模具的應(yīng)用。本發(fā)明提供的硅模板的制備方法，首先在硅基板表面涂覆光刻膠，并利用光刻的曝光和顯影將所需的微納結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠層上；然后利用等離子體刻蝕方法，將未被光刻膠保護(hù)的硅基板部分刻蝕掉，在硅基板上形成所需的微納結(jié)構(gòu)。最后去除剩余的光刻膠掩膜后清洗，得到硅模具。本發(fā)明提供的硅模具制備周期短，成本低，作為納米壓印的模具使用，能夠提高納米壓印方法的效率、降低成本，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：侯洋昆,鄭馨,陳志麒,袁萬(wàn)利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華天慧創(chuàng)科技（西安）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15