[实用新型]滚对平面光刻压印中紫外灯光源结构

说明书

技术领域

本实用新型属于微纳米制造技术，尤其是一种滚对平面光刻压印中紫外灯光源结构。

背景技术

目前，在光刻压印技术中，不断需要减小光刻图案中的特征尺寸，以便提高在给定衬底区域内特征的密度，由于对更高几何特征密度要求的不断增长已经促进了浸没光刻和极紫外光刻技术的发展。但是它们的价格都相当昂贵。

光刻压印是能够廉价获得更小几何特征的一种重要途径，它通常涉及将压印模板上的几何图案转印到衬底上。该技术的优点是特征的分辨率不受辐射源的发射波长或投影系统的孔径大小限制，其分辨率主要受限于压印模板上的特征图案的密度。

平面对平面式和滚对平面式光刻压印是实现微纳米几何图案转移的两种技术，而滚对平面技术能大大提高光刻压印的效率，它通常将紫外光线可固化的压印液体介质（例如紫外线可固化的光致抗蚀剂）平铺在滚压印衬底上，然后将带有特征图案表面的辊压印模具滚过带有可压印液体介质的衬底，使得模具的图案化表面与液体介质依次接触，再把辊压印模具表面上的结构特征留在衬底上，之后再经过紫外光的照射，被压印介质就会发生固化，最后可得到自支撑的图案层。对于紫外光源的要求是：当辊压印模具滚过衬底时，紫外光源要能固化辊压印模具正在滚过的带有特征图案的压印液体介质，并且不能影响还未图形化的工作介质。目前的紫外光源由于设计结构不同，难以实现上述要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种滚对平面光刻压印中紫外灯光源结构，该光源能将紫外光聚焦在光刻压印的透明模具表面上，提高光源的利用效率；还能根据光刻压印机的工作速度，自动调整光源的光强，具有成型精度高，成型特征稳定。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种滚对平面光刻压印中紫外灯光源结构，包括紫外灯光源和能够控制所述光源光照强度变化的控制电路，所述紫外灯光源包括抛物面型灯罩、紫外灯管和凸透镜柱，所述紫外灯管安装在所述灯罩的抛物线焦点上，经过抛物面型灯罩的反射作用，就会形成一束平行光柱，凸透镜柱安装在抛物面的开口处，平行光柱经过凸透镜柱的折射作用后在其焦点处汇聚成一条直线，凸透镜柱的一个焦点在滚对平面式光刻压印的加工区域上，也就是凸透镜柱的焦点位于滚筒模具表面和衬底的切线上；所述紫外灯光源与滚筒模具的芯轴之间在辊压印模具绕芯轴旋转时，保持位置不变；

所述控制电路包括固定安装于滚筒模具一端芯轴上的感应线圈探头，且前述滚筒模具端面上均匀且磁极极性交替变化地安装有多个能与感应线圈探头相对的永磁体，感应线圈探头经放大电路和整流电路与紫外灯管相连形成一闭合回路；感应电动势是由随滚筒模具同步转动的永磁体和固定不动的感应线圈探头切割磁力线产生的，当滚对平面光刻压印的滚筒转动时，线圈的闭合回路中就会产生感应电流，此电流的有效值与滚筒模具转速有关，转速越大有效值就越大，反之就越低；这样就能使得紫外灯光源的光照强度随滚筒模具的转速改变而改变，滚筒模具的转速越大光照强度就会越强。

一种滚对平面光刻压印中紫外灯光源结构，包括紫外灯光源和能够控制所述光源光照强度变化的控制电路，所述紫外灯光源包括抛物面型灯罩、紫外灯管和凸透镜柱，所述凸透镜柱的一个焦点与抛物线型灯罩共焦点，紫外光灯管安装于该共焦点上，经过抛物面型灯罩的反射作用，就会形成一束平行光柱，凸透镜柱安装在抛物面的开口处，平行光柱经过凸透镜柱的折射作用后在凸透镜柱的另一个焦点处汇聚成一条直线，该直线与滚筒模具圆柱表面和衬底平面的切线重合（即凸透镜柱另一个焦点在滚对平面式光刻压印的加工区域上，也就是凸透镜柱的焦点位于滚筒模具表面和衬底的切线上）；所述紫外灯光源与滚筒模具的芯轴之间在辊压印模具绕芯轴旋转时，保持位置不变；

所述控制电路包括固定安装于滚筒模具一端面的芯轴上的感应线圈探头，且前述滚筒模具端面上均匀安装有多个磁极极性交替变化且能与感应线圈探头对应的永磁体，感应线圈探头经放大电路和整流电路与紫外灯管相连形成一闭合回路；感应电动势是由随滚筒模具同步转动的永磁体和固定不动的感应线圈探头切割磁力线产生的，当滚对平面光刻压印的滚筒转动时，线圈的闭合回路中就会产生感应电流，此电流的有效值与滚筒模具转速有关，转速越大有效值就越大，反之就越低；这样就能使得紫外灯光源的光照强度随滚筒模具的速度改变而改变，滚筒模具的转速越大光照强度就会越强。

所述抛物面型灯罩开口的大小小于2倍滚筒模具内部半径。

所述感应线圈探头中心正对永磁体。

所述线圈探头的端面与永磁体相距1-2mm。