[发明专利]基于范德华力的压印脱模装置及脱模方法

说明书

本发明涉及一种基于范德华力的压印脱模装置及脱模方法，装置包括真空腔箱体，所述真空腔箱体内设置有基平台，所述基平台用于放置待脱模的模板与薄膜，所述真空腔箱体内还包括升降平台和起模刀；所述升降平台在靠近所述基平台的一面设置有吸附单体，所述吸附单体能够与所述待脱模的薄膜产生范德华力；所述起模刀用于切入所述待脱模的模板与薄膜的粘合界面，且刀面与所述粘合界面始终保持共面。本发明能够实现对大尺寸晶圆的模板与薄膜之间的一次性保留完整微结构的脱模。

技术领域

本发明涉及超精密制造技术领域，特别是涉及一种基于范德华力的压印脱模装置及脱模方法。

背景技术

本申请中薄膜指纳米压印中压印胶固化后，压印胶和衬底的总称。本申请中模板与薄膜的粘合界面指的是模板与固化后压印胶的粘合界面。

模板与薄膜之间的分离是纳米压印中的一个很重要的步骤，关系到模板上图案(微结构)到压印胶的成功转印。

模板与薄膜之间进行脱模的方法有：手动脱模法，真空吸附拉脱法，吹气法，超声波震动法，低气压起模法。手动脱模法是最传统的通过双手脱模，模板与薄膜在脱模过程中会受力不均导致压印图案(微结构)受到损坏。真空吸附拉脱法是通过真空吸盘的真空吸力将模板和薄膜吸附的升降机构上，通过施加电场或者机械传动驱动升降机构的升降运动产生拉力，实现脱模。所谓吹气法是通过真空吸盘的真空吸力将模板和薄膜分别吸附到升降机构上，通过在模板与薄膜粘合的外部边缘界面吹入压缩空气，将模板与薄膜的外边缘分离。吹入的压缩空气产生的水平力结合升降机构的向下向上运动产生的拉力，实现模板与薄膜从四周到中心连续脱模。超声波振动法是通过真空吸盘的真空吸力将模板和薄膜分别吸附到升降机构上，施加超声波，利用固化后压印胶与模板弹性模量从差异和对超声波的吸收能力不同，导致压印胶与模板产生不同的振动位移使得模板与压印胶之间的粘合力下降，结合外部升降机构通过真空吸盘在模板和薄膜上产生拉力，实现脱模。低气压起模法是通过真空吸盘的吸力将薄膜吸附固定，模板尺寸很大，模板将脱模腔分为了上腔和下腔，上下腔不连通。模板一部分中心圆形区域与薄膜粘合，薄膜所在的下腔为低压压力环境，上腔为真空环境，通过下腔低压压力作用在模板上产生拉力，从四周向中心脱模。

由于模板与薄膜之间紧密粘连，为了在模板和薄膜上施加方向相反的拉力，目前脱模方法普遍特点是：利用外部气压与真空吸盘的压差力，将模板或/和薄膜吸附固定在真空吸盘上，通过使两个真空吸盘产生相对位移，从而在模板与薄膜之间施加拉力实现脱模。由于待脱模的模板与压印胶之间不存在空气，相比于外部气压是负压，存在压差力的作用，压差力远远大于脱模力。脱模过程中，拉力不仅需要克服压印胶与模板之间的粘合力，还需要克服压差力。即使对压印胶和模板进行了抗粘连处理，在压印胶和模板分离时，由于压差力的作用，依然会出现压印图案(微结构)断裂受损导致模板和薄膜损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于范德华力的压印脱模装置及脱模方法，实现对大尺寸晶圆的模板与薄膜之间的一次性保留完整微结构的脱模。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于范德华力的压印脱模装置，包括真空腔箱体，所述真空腔箱体内设置有基平台，所述基平台用于放置待脱模的模板与薄膜，所述真空腔箱体内还包括升降平台和起模刀；所述升降平台在靠近所述基平台的一面设置有吸附单体，所述吸附单体能够与所述待脱模的薄膜产生范德华力；所述起模刀用于切入所述待脱模的模板与薄膜的粘合界面，且刀面与所述粘合界面始终保持共面。

所述吸附单体有多个，其中，一个吸附单体布置在所述待脱模的模板与薄膜之间粘连力最小的位置，其余吸附单体布置在与所述粘连力最小的位置与所述待脱模的模板的中心位置的连线相互垂直的若干揭开线上。

所述揭开线沿着所述边缘位置与所述待脱模的模板的中心位置的连线均匀分布。

所述揭开线的两端分别布置一个所述吸附单体，两个所述吸附单体之间均匀分布若干个所述吸附单体。