[发明专利]具有印模结构的印模及其制造装置和方法

说明书

本发明涉及制造用于在基底或软印模上施加微‑和/或纳米结构的具有印模结构的结构印模的方法，其中所述印模结构至少部分地用涂层涂覆。另外，本发明涉及相应的结构印模以及制造用于在基底或软印模上施加微‑和/或纳米结构的具有印模结构的结构印模的装置，其中所述装置具有用于涂覆所述印模结构的涂覆工具。

本发明涉及制造用于在基底或软印模上施加纳米结构的具有印模结构的印模的方法、相应的装置以及该方法制造的结构印模。

在半导体工业中，必须对材料进行结构化工艺以能够制造相应的功能元件。过去几十年最重要的结构化工艺之一迄今仍是光刻术。

然而近年来除光刻以外，压印技术已被承认是新的替代性的结构化技术，其不仅，但目前仍主要用于结构化高度对称的尤其重复性的结构元件。通过压印技术，可通过印模工艺直接在压印物料中建立表面结构。由此产生的优点显而易见。可省去光刻工艺仍需要的用于显影和蚀刻的化学品。另外，现在已经可以压印纳米范围的结构尺寸，但用常规光刻术仅可通过极其复杂且尤其昂贵的装置才能制造它们。

在压印技术中，区分两种类型的印模，即硬印模及软印模。理论上可利用硬印模或软印模进行各种印模方法。然而，对于仅使用硬印模本身作为所谓的母印模和每当必要时由该母印模形成软印模（其随后用作实际的结构印模）而言，存在多种技术及经济原因。该硬印模因此是软印模的负型（Negativ）。仅在制造多个软印模时需要该硬印模。可通过不同的化学、物理及技术参数区分软印模与硬印模。将可想到由于弹性行为的区别。软印模具有主要归因于熵弹性的变形行为，硬印模具有主要归因于能弹性（Energieelastizität）的变形行为。另外，这两种印模类型例如可通过其硬度来区分。硬度是材料抵抗侵入物体的阻力。由于硬印模主要由金属或陶瓷组成，其具有相应的高硬度值。存在说明固体硬度的不同方式。一种非常常见的方法是维氏硬度的说明。不进行深入分析，可大致认为硬印模具有大于500 HV的维氏硬度。

尽管硬印模的优点在于其可通过合适的方法例如电子束光刻或激光束光刻由具有高强度和高刚度的材料的部件来直接制造。这种硬印模具有非常高的硬度且因此或多或少是耐磨的。然而，该高强度和耐磨性尤其面临着制造硬印模所需的高成本。即使硬印模可用于几百次压印步骤，其也随时间不再具有可靠的耐磨性。另外，技术上难以使该硬印模从压印物料脱模。硬印模具有相当高的抗弯强度。它们不能特别好地变形，因此在理想情况下必须将其沿法线方向（Normalrichtung）提起。在压印过程之后的硬印模脱模中，在此通常导致压印的纳米-和/或微结构的破坏，因为硬印模具有非常高的刚度且因此可破坏恰好成型的压印物料的微-和/或纳米结构。另外，基底可具有后续可导致硬印模的损伤或破坏的缺陷。然而如果硬印模仅用作母印模，则由该母印模成型软印模的过程是可以非常好地控制的，并伴随着非常少的母印模磨损。

软印模可非常容易地通过复制方法由母印模（硬印模）来制造。在此情况下，母印模为对应于软印模的负型。因此在母印模上压印该软印模，此后脱模，随后将其用作结构印模以在基底上压印印模结构。与硬印模相比，软印模可明显更容易、更温和和更不成问题地从压印物料上移除。另外，可从母印模成型任意多的软印模。在软印模具有一定程度的磨损后，丢弃该软印模并从母印模形成新的软印模。

当前现有技术的问题在于，软印模因其化学构造而尤其对其它分子化合物具有非常高的吸收能力。因此相比主要由金属、陶瓷或玻璃组成的硬印模而言，它们可渗透其它分子化合物。在金属和陶瓷微结构的情况下，在大多数情况下排除分子物质的吸收，然而在特殊硬印模的情况下，其也可导致分子物质的吸收。

在利用压印物料的压印工艺期间，软印模通常吸收压印物料的一部分。该吸收导致多种不希望的影响。