[发明专利]使用压印光刻的纳米结构布置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于纳米结构和材料的精密布置的方法和装置，更确切地说，涉及使用压印光刻的纳米结构的精密布置的方法和装置。

背景技术

传统方法和技术在纳米结构和材料的精密布置上是有问题的。

即，经常需要能够在已知区域中或者按已知图案来布置纳米粒子、纳米管、量子点以及其它非常小的物体。传统技术在可靠性和精度上已经不能胜任。

物体的纳米级的布置一般通过自组装或者光学光刻来实现。在很多情况下，自组装无法在取向和位置方面提供布置的措施。它的实例包括难以在给定的横向位置和取向上布置碳纳米管。传统的光刻总是受到光的分辨率的限制。

发明内容

考虑到传统方法和结构的上述以及其它典型问题、缺陷、和缺点，本发明的典型特征是提供主要用于压印光刻的方法。

本发明的另一典型特征是提供能够用非常高的精度和准确度，在已知区域中或者按已知图案，布置纳米粒子、纳米管、量子点以及其它非常小的物体的方法和结构。

在本发明的第一典型方面中，使用压印光刻的纳米结构的布置的方法包括：将包含具有预定特性的添加物的混合物涂敷到衬底上，使衬底和包含起伏结构的模板中的一个与所述衬底和包含起伏结构的模板中的另一个相互接触，将模板的起伏结构(relief structure)转印到可图案化(patternable)材料中，固化或固定(fixing)可图案化材料，以及去除模板以留下模板起伏结构的负片结构(negative)。最后，图案化材料可以通过化学蚀刻或者反应离子蚀刻进行处理，以在有用位置和条件中留下添加物(additive)中所包含的材料。

利用本发明的独特而非显而易见的方面，可以在已知区域中或者按已知图案来布置纳米粒子、纳米管、纳米线、量子点、以及其它非常小的物体。

附图说明

可以由本发明典型实施方案的下列详细描述结合附图更好地理解前述和其它典型目的、方面和优点，其中：

图1显示了在工件20上布置包含纳米管的光致抗蚀剂30，并对准工件20；

图2显示了将模板40在包含纳米管的光致抗蚀剂30中对着工件20按压；

图3显示了通过透明模板40曝光包含纳米管的光致抗蚀剂；

图4显示了在去除压印模板40后的剩余抗蚀剂结构30；

图5A显示了包含碳纳米管的压印后(post imprint)的光致抗蚀剂结构30在选择性蚀刻之后的俯视图；

图5B显示了包含碳纳米管的压印后的光致抗蚀剂结构30的透视图和侧视图，以及他们的相对位置；

图6A显示了包含碳纳米管的光致抗蚀剂结构30的修补蚀刻后(post touch-up etch)的俯视图；

图6B显示了包含碳纳米管的光致抗蚀剂结构30的修补蚀刻后的侧面示意图；

图6C显示了包含碳纳米管的光致抗蚀剂结构30的修补蚀刻后的透视图，并显示了受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管；

图6D显示了在选择性蚀刻和将连接结构施加到包含碳纳米管的抗蚀剂结构之后的图案的侧面示意图；

图6E显示了受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管的透视图；

图6F显示了包含碳纳米管的光致抗蚀剂结构的修补蚀刻后的侧面示意图，其中图案被构造为使得允许选定的纳米管进入模具中的空腔；

图6G显示了包含碳纳米管的图6F所示的抗蚀剂结构的修补蚀刻后的透视图，并显示了受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管；

图6H显示了受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管在选择性蚀刻和漂洗之后的侧视图；

图6I显示了受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管的透视图；

图6J显示了将连接结构添加到受限制的、对准的、和定位了的碳纳米管的后序处理的侧视图；

图6K显示了连接的碳纳米管的透视图；

图7显示了根据本发明所述的布置纳米粒子的第二典型实施方案；

图8A显示了根据本发明第二典型实施方案所述的包含纳米粒子的蚀刻后的保护结构的俯视图；

图8B显示了保护图案的侧面示意图，其中添加物被防止穿透到空腔(凹陷区域)中；

图8C显示了在选择性蚀刻包含添加物粒子的抗蚀剂结构之后的图案的侧面示意图；

图8D显示了受限制的、对准的、和定位了的添加物的透视图；

图9显示了根据本发明典型实施方案所述的方法900。

具体实施方案

现在参考附图，更确切地说，参考图1到9，显示了根据本发明所述方法和结构的典型实施方案。