[发明专利]一种纳米压印模板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模板的制备方法，具体涉及一种用于纳米压印的模板的制备方法。

背景技术

半导体制造业的发展依赖于低成本微图形结构转移技术的提升，但随着图形特征尺寸的不断减小，基于光波波长的传统光刻技术逐渐显得力不从心。纳米压印技术(NIL)是一种直接利用机械接触挤压，使被压印材料在模板和基底之间发生再分布的方法。与传统的光刻技术相比，具有分辨率高等特点；与高分辨率的聚焦离子束光刻、电子束光刻、X射线光刻等技术相比，它又有产率高、成本低、可大规模生产等特点，因而成为最具前景的下一代光科技术。但目前，纳米压印初始模板的制备还要依赖于常用的光刻、电子束光刻、X射线光刻和聚焦离子束光刻等技术，因此代价非常昂贵，很难满足大面积工业生产的要求。基于此，发明一种可大面积制备的价格低廉、微纳尺寸可调的用于纳米压印的初始模板是非常有意义的。

多孔氧化铝模板(PAT)是一种成熟的纳米阵列结构材料，它的制备过程简单、成本低廉、微纳尺寸在一定范围可调，并且可以做到高度的规整性，目前已有很成熟的制备工艺，可通过实验参数的调整获得所需的纳米孔径结构，这些特点都使得PAT成为一种很具潜力的纳米压印初始模板，如何将二者结合一直是相关领域科研工作者潜心研究的目标。但PAT自身为一种硬质模板，将其直接运用于NIL将会遇到常规硬压印所固有的问题，比如1：表面杂质将导致失败的图形转移，并且对初始模板造成损伤；2：在不平表面无法实现大面积图形转移，另外，PAT自身固有的表面不平整性也限制了它在纳米压印中的运用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型纳米压印模板的制备方法，克服表面不平整和杂质颗粒对图形转移带来的影响，真正实现大面积、低成本、高精度微图形转移。

为达到上述目的，本发明采用的制备步骤为：

(1)PAT表面旋涂缓冲层；

(2)缓冲层上贴布粘连层；

(3)粘连层上粘附硬质衬底；

(4)压印；

(5)去除基底层；

(6)两步干法刻蚀；

本发明所述的多孔阳极氧化铝模板(PAT)采用两步阳极氧化法制备，工艺成熟，简单易行，所述PAT包括Al基底层和多孔氧化层，目前孔径从10nm到1.2um的PAT已有报道，且孔径范围有望进一步延伸。

本发明所述的缓冲层为热可固化或紫外可固化光刻胶经旋涂烘烤后凝固而成，具有一定的黏性和弹塑性，既可以保证去除Al基后图形膜层的完整性同时可满足后续压印对形变的要求。

本发明所述的粘连层透明且具有高黏性，用于将下层结构固定于衬底。

本发明所述的衬底对紫外透明，硬质，厚度在几百微米量级。

本发明所述的压印能够保证缓冲层材料对PAT孔洞结构的充分填充。

本发明所述Al基的去除采用低温(10℃以下)低浓度(质量分数低于10％)下的置换反应实现，可避免置换反应中高产热对孔洞结构以及光刻胶的破坏。

本发明所述的两步干法刻蚀包括第一步干法刻蚀和第二步干法刻蚀，其中，第一步干法刻蚀可在Cl₂、BCl₃或Ar气氛中进行，用于对去除Al基后多孔氧化层底部的阻挡层进行刻蚀；第二步干法刻蚀可在纯O₂气氛中进行，用于对多孔氧化层孔洞中的光刻胶进行刻蚀，以得到所需要的图形深度。

本发明以超薄PAT作为初始模板，所制得的四层结构纳米压印模板具有自适应功能，能够克服压印中表面颗粒和局部不平整带来的影响，真正实现大面积高精度图形转移的目的，同时，结构上的特殊性，使得压印后能够方便完整的将超薄PAT表面多孔层层剥离到衬底表面，从而实现孔状和柱状图形复制的功能。所用原材料均廉价易得，制作工艺简单便捷，满足大规模工业生产的需求。

附图说明

图1为多层结构化处理后的模板；

图2为去除铝基后的模板；

图3为一步干法刻蚀后的模板；

图4为两步干法刻蚀后的模板(未过刻蚀模板)。

图5为衬底表面起伏较平缓时的纳米压印示意图(未过刻蚀模板)。

图6为衬底表面起伏较剧烈或带有杂质时的纳米压印示意图(未过刻蚀模板)。

图7为两步干法刻蚀后的模板(过刻蚀模板)。

图8为模板(过刻蚀模板)用于纳米压印以及脱模过程示意图。