[发明专利]用于压印纳米结构的方法和装置

说明书

本发明涉及用于将纳米结构（13）从纳米结构压模（5）压印到施加到基体（7）上的、能够硬化的材料（8）的压模面（14）中的方法，具有下列步骤、尤其下列过程：相对于所述压模面（14）对齐所述纳米结构（13），通过如下方式压印所述压模面（14）：A）通过所述纳米结构压模（5）的变形来预紧所述纳米结构压模（5）和/或通过所述基体（7）的变形来预紧所述基体（7），B）所述压模面（14）的部分面（15）与所述纳米结构压模（5）接触，以及C）至少部分地、尤其主要地，通过预紧所述纳米结构压模（5）和/或预紧所述基体（7）自动接触所述其余面（16）。

本申请是申请日为2014年4月22日、题为“用于压印纳米结构的方法和装置”的中国专利申请201480078179.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的方法以及根据专利权利要求8的相对应的装置。

背景技术

纳米印压光刻技术（NIL）为造型方法，在其中纳米结构由以能够硬化的材料、例如漆的压模来造型。在此不仅可实现造型大量的纳米结构系统，而且可实现通过分步重复或滚动方法（Rolle-Verfahren）来在大的面上制造高精密的纳米结构。由此能够执行高分辨率的表面结构。在原理上人们将热的NIL（hot-embossing NIL）和基于UV（紫外线）的NIL方法之间区分开。

由于光阻漆的粘性，通过毛细作用将压模的中间空间完全填满有光阻漆。在UV-NIL的情况下将压模在室温的情况下挤压到能够流动的漆中，而在热的NIL方法中必须将热塑性的漆在提高的温度（在玻璃转变温度之上）的情况下挤压到漆中。压模在冷却之后才又被去除。在UV-NIL中，能够利用更小的压靠压力来工作并且程序能够在室温的情况下进行。UV漆在利用UV辐射来照射的情况下交联成稳定的聚合物（硬化）。也就是说，结构化能够以“软的”聚合物压模以及以硬的压模来执行。带有作为压模材料的聚合物的软的UV-NIL（soft UV-NIL）根据应用为关于利用硬的压模来结构化的通常成本适宜的备选方案。软的UV-NIL（也就是说带有聚合物压模）还以硬的聚合物压模执行。石英的弹性模量为大约100GPa。比较而言，聚合物（硬的和软的聚合物）的弹性模量小了直到几个数量级，因此所述聚合物相较于石英被称为“软的”（软光刻技术）。

在NIL方法中最重要的参数是温度（特别是在热压印NIL中）、压入压力和在漆和压模之间的附着。为了减少在漆和压模之间的高的附着，压模表面应该具有尽可能低的表面能量（与漆或阻抗物相互作用）。

根据应用，3D结构化的漆能够本身用作功能的单元或用作用于下面的蚀刻步骤的掩模。

刚好在大的面的情况下难以将压力均匀地在整个的接触面上进行分布以及平衡不规则性。因此能够导致不均匀的结构化。为了执行较大的面的结构化，利用辊子来压印或备选地利用更小的压模逐渐地通过偏移压模使得整个的表面结构化（“step-and-repeat”方法）。

纳米印压用于制造带有在光的衍射极限之下的分辨率的多覆层结构和（成本适宜的）纳米结构（例如在硅技术中集成的电路）。在整个的晶片处执行大面积的纳米印压程序实现了将成本、消耗和时间消耗保持得较低。

在NIL中能够出现的压印缺陷为例如裂纹、不均匀地填充的压模结构（因此例如空气杂质）、和不均匀的漆覆层厚度。在漆和压模之间的附着是重要的。否则导致形变或裂纹。软的和还有硬的压模能够在NIL程序期间由于施加的压力来变形。此外（脏）颗粒是非常危险的。此后位于例如漆和压模之间的颗粒导致在颗粒的整个的周围中的缺陷。

在低的nm范围（≤50nm）中的高分辨率的结构化是NIL的最重要的优点之一。然而在低于20nm范围中的结构的复制仍旧是一种挑战。