外置滾對(duì)平面微納米光刻壓印光源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微納米制造技術(shù)，尤其是一種外置滾對(duì)平面微納米光刻壓印光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在光刻壓印技術(shù)中，為增大壓印裝置中模具的適用范圍和提高給定襯底區(qū)域內(nèi)的特征密度，已經(jīng)促進(jìn)了浸沒(méi)光刻和極紫外光刻技術(shù)的發(fā)展，但是它們的價(jià)格都相當(dāng)曰蟲(chóng)印貝ο
[0003]光刻壓印是將壓印模板上的圖案壓印到襯底上，這種技術(shù)既經(jīng)濟(jì)又可靠，并能獲得更小的幾何特征。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于壓印模板上特征圖案的密度決定了它的分辨率，而不受限于輻射源的發(fā)射波長(zhǎng)或投影系統(tǒng)的孔徑大小。
[0004]申請(qǐng)人在先申請(qǐng)的中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201410101905.8)公開(kāi)了一種滾對(duì)平面光刻壓印中紫外燈光源結(jié)構(gòu)，包括紫外燈光源和能夠控制所述光源光照強(qiáng)度變化的控制電路，所述紫外燈光源包括拋物面型燈罩、紫外燈管和凸透鏡柱，所述紫外燈管安裝在所述燈罩的拋物線焦點(diǎn)上，經(jīng)過(guò)拋物面型燈罩的反射作用，就會(huì)形成一束平行光柱，凸透鏡柱安裝在拋物面的開(kāi)口處，平行光柱經(jīng)過(guò)凸透鏡柱的折射作用后在其焦點(diǎn)處匯聚成一條直線，凸透鏡柱的一個(gè)焦點(diǎn)在滾對(duì)平面式光刻壓印的加工區(qū)域上，也就是凸透鏡柱的焦點(diǎn)位于滾筒模具表面和襯底的切線上；所述紫外燈光源與滾筒模具的芯軸之間在輥壓印模具繞芯軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，保持位置不變。
[0005]該專利申請(qǐng)中要將紫外光源結(jié)構(gòu)置于狹小的滾筒內(nèi)部，使整個(gè)裝置非常復(fù)雜、散熱困難，導(dǎo)致滾筒和模具的熱脹冷縮變形，從而嚴(yán)重影響加工精度，同時(shí)還對(duì)模具材料的強(qiáng)度、耐磨性和透光性等都提出了更高要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難重重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種外置滾對(duì)平面微納米光刻壓印光源裝置，可以使?jié)L筒制作的小而精確，從而提高模具的加工精度和工件圖案的加工質(zhì)量，降低了對(duì)模具材質(zhì)的要求，節(jié)約成本，增加紫外光源燈的壽命；還能根據(jù)光刻壓印機(jī)的工作速度，自動(dòng)調(diào)整光源的光強(qiáng)，并依據(jù)滾筒大小調(diào)節(jié)整個(gè)光源的照射角度和凸透鏡的位置，使外置紫外光源適應(yīng)不同直徑的壓印滾筒。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0008]一種外置滾對(duì)平面微納米光刻壓印光源裝置，包括設(shè)置于滾筒模具外部的紫外燈光源和能夠控制所述光源光照強(qiáng)度變化的控制電路，所述紫外燈光源包括拋物面型燈罩、紫外燈管、凸透鏡柱、紫外燈管位置調(diào)整單元、凸透鏡柱位置調(diào)整單元和紫外燈光源角度調(diào)整單元；
[0009]所述紫外燈光源角度調(diào)整單元包括供拋物面型燈罩頂部活動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸兩端固定于機(jī)身兩側(cè)板上，機(jī)身側(cè)板固定有兩個(gè)以機(jī)身中心線為對(duì)稱的光源角度調(diào)整圓弧板，拋物面型燈罩對(duì)稱地固定于兩光源角度調(diào)整圓弧板之間，每一個(gè)光源角度調(diào)整圓弧板中部均開(kāi)有一個(gè)沿所述圓弧板中心線對(duì)稱的圓弧槽，圓弧槽中設(shè)置有連接于拋物面型燈罩側(cè)板的第一連接件。
[0010]機(jī)身的兩側(cè)板上開(kāi)有近似圓形的孔，整個(gè)外置滾對(duì)平面微納米光刻壓印光源裝置就安裝在該孔里面；
[0011]所述凸透鏡柱位置調(diào)整單元包括用于固定凸透鏡柱兩端的兩對(duì)上、下夾緊塊，每對(duì)上、下夾緊塊兩側(cè)各有一螺釘固定，將凸透鏡柱夾緊，同時(shí)在凸透鏡柱夾緊塊的兩側(cè)以凸透鏡中心線為對(duì)稱的布置四對(duì)推壓螺栓，用于調(diào)整凸透鏡柱中心線到滾壓印工作區(qū)的距離。調(diào)整時(shí)，先松開(kāi)凸透鏡柱四角安裝在夾緊塊上的四對(duì)推壓螺栓，四個(gè)推螺栓(g) —起擰緊，是將凸透鏡柱到工作區(qū)的距離調(diào)近；四個(gè)壓螺栓(a) —起擰緊，是將凸透鏡柱到工作區(qū)的距離調(diào)遠(yuǎn)。最后調(diào)整好后要使?jié)L筒模具表面與襯底的切線和凸透鏡柱的焦線平行，該兩條平行線之間的距離越近越好，但是紫外燈光源的光線不能落在滾壓印模具上；
[0012]所述控制電路包括增量式光電編碼器、鑒相和放大電路，所述增量式光電編碼器就固定在帶模具滾筒的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)后面，當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，固定在電機(jī)后面的增量式光電編碼器的編碼盤就會(huì)旋轉(zhuǎn)，裝在編碼盤一側(cè)的光電元件就會(huì)有光敏電壓產(chǎn)生(如果電路形成閉合回路的話就有電流出現(xiàn))，該編碼器中的光敏電流信號(hào)經(jīng)鑒相和功率放大電路放大后，作為紫外燈光源燈管的電源，用來(lái)控制光的強(qiáng)度，這樣就能使得紫外燈光源的光照強(qiáng)度隨滾筒模具的轉(zhuǎn)速改變而改變，滾筒模具的轉(zhuǎn)速越大光照強(qiáng)度就越強(qiáng)；
[0013]所述紫外燈管位置調(diào)整是由設(shè)置于紫外燈管座后面的調(diào)整墊板來(lái)完成，紫外燈管就安裝于紫外燈管座中，紫外燈管通過(guò)燈管座及其后面的調(diào)整墊板和緊固螺絲安裝于拋物面型燈罩的拋物線焦點(diǎn)上。由于制造誤差的存在，使得紫外燈管的中心線或多或少地偏離拋物面型燈罩的焦線，通過(guò)加工燈管座后面的調(diào)整墊板，使所述拋物面型燈罩焦線與燈管中心線同軸，如果實(shí)際誤差過(guò)大，拋物面型燈罩射出的光線就不在是平行光柱，影響后續(xù)凸透鏡柱的聚焦和產(chǎn)品的加工質(zhì)量。如果整塊的調(diào)整墊調(diào)節(jié)達(dá)不到要求，可將調(diào)整墊切成小段，逐段調(diào)整使之達(dá)到所要求的同軸度，調(diào)整好后再將紫外燈管座固定螺絲擰緊即可；
[0014]而固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)另一端的聯(lián)軸器就會(huì)帶動(dòng)裝有壓印模具的滾筒滾過(guò)帶有半固體光敏介質(zhì)的襯底，凸形圖案特征和凹形圖案特征就會(huì)對(duì)偶地留在半固體光敏介質(zhì)上，而整個(gè)襯底是和工作臺(tái)送進(jìn)機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)送進(jìn)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)直線速度和壓印模具在工作位置的瞬時(shí)線速度是相等的，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)外置光源光刻壓印機(jī)的滾對(duì)平面的壓印過(guò)程。
[0015]本發(fā)明是在先申請(qǐng)的《滾對(duì)平面光刻壓印中紫外燈光源結(jié)構(gòu)》(申請(qǐng)?zhí)?201410101905.8)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其將紫外光源外置，不僅避免了原申請(qǐng)要將紫外光源結(jié)構(gòu)置于狹小的滾筒內(nèi)部，使整個(gè)裝置非常復(fù)雜、散熱困難，導(dǎo)致滾筒和模具的熱脹冷縮變形，從而嚴(yán)重影響加工精度，同時(shí)還對(duì)模具材料的強(qiáng)度、耐磨性和透光性等都提出了更高要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難重重。
[0016]本發(fā)明的紫外光源結(jié)構(gòu)可以使?jié)L筒制作的小而精確，從而提高了模具的加工精度和工件圖案的加工質(zhì)量，降低了對(duì)模具材質(zhì)的要求，節(jié)約了成本，增加了紫外光源燈的壽命。還可根據(jù)光刻壓印機(jī)的工作速度，自動(dòng)調(diào)整光源的光強(qiáng)度，并依據(jù)滾筒大小調(diào)節(jié)整個(gè)光源的照射角度和凸透鏡的位置，使外置紫外光源適應(yīng)不同直徑的壓印滾筒，讓壓印后的半固體光敏介質(zhì)剛剛脫離與滾筒的接觸就能受到聚焦的線光源的照射而固化。
[0017]本發(fā)明的工作原理:
[0018]當(dāng)半固體光敏介質(zhì)平鋪在滾壓印襯底上后，就將該襯底放在滾對(duì)平面微納米光刻壓印機(jī)的送進(jìn)臺(tái)上固定，機(jī)器的送進(jìn)機(jī)構(gòu)開(kāi)始向加工區(qū)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)整個(gè)滾壓印模具裝置也向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)送進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)入到工作區(qū)后，滾壓印模具就壓(這個(gè)壓力是固定不變的)到帶半固體光敏介質(zhì)的襯底上，這時(shí)帶滾壓印模具的滾筒在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，送進(jìn)臺(tái)裝置帶著滾壓印襯底與模具作同步運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)滾壓印過(guò)程中，應(yīng)保持送進(jìn)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)直線速度和滾筒上壓印模具的瞬時(shí)線速度是相等，而固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)后面的增量式光電編碼器的編碼盤就會(huì)跟著驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，裝在編碼盤一側(cè)的光電元件就會(huì)有光敏電壓產(chǎn)生(如果電路形成閉合回路的話就有電流出現(xiàn))，該編碼器中的光敏電流信號(hào)經(jīng)鑒相和功率放大電路放大后，作為紫外燈光源燈管的電源，用來(lái)控制光的強(qiáng)度，這樣就能使得紫外燈光源的光照強(qiáng)度隨滾筒模具的速度改變而改變，滾筒模具的速度越大光照強(qiáng)度就越強(qiáng)；而固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)另一端的聯(lián)軸器就會(huì)帶動(dòng)裝有壓印模具的滾筒滾過(guò)帶有半固體光敏介質(zhì)的襯底，特征圖案就留在半固體介質(zhì)上，而整個(gè)襯底是通過(guò)送進(jìn)機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)，送進(jìn)機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)直線速度和滾筒上壓印位置的瞬時(shí)線