[发明专利]具有印模结构的印模及其制造方法

说明书

本发明涉及用于在基底或软模上施加微结构和/或纳米结构的具有印模结构的结构印模的制造方法，其中所述印模结构至少部分由具有低粘附性质的本发明的印模材料构成。

本发明涉及根据权利要求6的制造具有印模结构的印模（Stempel）的方法以及根据权利要求1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制造相应的功能元件。至今为止，最近十年的最重要的结构化工艺之一仍是光刻法。

但是，近年来，除光刻法外，压印技术已作为新型的替代性结构化技术获得认可，其不仅仅，但当前主要用于高度对称的、主要重复性的结构元件的结构化。借助压印技术，可以通过印模工艺（Stempelprozess）直接制成压花材料中的表面结构。由此产生的优点是显而易见的。可以摒弃对光刻法而言仍然必需的用于显影和蚀刻的化学品。此外，今天已经可以压印在纳米范围内的结构大小；用传统光刻法只有通过极复杂和特别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，硬印模和软印模。每种印模工艺理论上可用硬印模或软印模进行。但是，由于许多技术和经济原因，硬印模本身仅用作所谓的母印模并总在必要时由这种母印模制成软印模的模子，随后将该软印模用作真正的结构印模。硬印模因此是软印模的底板（negative）。仅在制造多个软印模时才需要硬印模。可通过不同的化学、物理和技术参数区分软印模与硬印模。可想到的是基于弹性性能区分。软印模具有主要基于熵弹性的变形性能，硬印模具有主要基于能量弹性的变形性能。此外，这两种印模类型例如可通过它们的硬度区分。硬度是材料对贯入物的抵抗力。由于硬印模主要由金属或陶瓷构成，它们具有相应高的硬度值。有多种可能性来指示固体的硬度。一种非常常用的方法是根据Vickers指示硬度。不涉及细节，可以大致规定，硬印模具有超过500 HV的Vickers硬度值。

尽管硬印模具有可由具有高硬度和高刚度的材料制成的部件通过合适的方法，如电子束蚀刻或激光束蚀刻直接制造的优点。此类硬印模具有极高硬度并因此或多或少耐磨。但是，与高强度和耐磨性相对立的主要是制造此类硬印模带来的高成本。即使硬印模可用于几百个压花步骤，其也会随时间具有不再可忽略的磨损。此外，硬印模从压花材料中脱模在技术上是困难的。硬印模具有相对高的抗弯性。它们尤其不可良好变形，即它们必须以垂直于压花表面的方向提起。在压花工艺后的硬印模脱模中，在这种情况下经常造成压印纳米结构和/或微结构的破坏，因为该硬印模有极高刚度并因此可破坏刚刚制成模的压花材料的微结构和/或纳米结构。此外，基底可能具有随后可导致硬印模损伤或破坏的缺陷。但是，如果硬印模仅用作母印模，由该母印模制成软印模的工艺可以非常好的控制并兼具极少的母印模的磨损。

可以由母印模（硬印模）通过复制法非常简单地制造软印模。在这种情况下，母印模是相应于软印模的底板。由此在母印模上压印软印模，随后脱模，然后用作用于在压花材料（其大都施加在基底上）中压印印模结构的结构印模。软印模可以比硬印模简单得多、温和和更少问题地从压花材料中机械移除。此外，可以用母印模制成任意多的软印模。在软印模具有一定磨损后，丢弃软印模并由母印模形成新的软印模。

现有技术状况的问题首先在于，软印模由于它们的化学结构而对其它分子化合物具有特别高的吸收能力。不同于主要由金属、陶瓷或玻璃构成的硬印模，它们因此通常对于其它分子化合物而言是可透过的。在金属和陶瓷微结构的情况下，在大多数情况下吸收分子物质是绝无可能的，但是，在特殊硬印模的情况下，也可能出现分子物质的吸收。

在用压花材料进行压花工艺的过程中，软印模常吸收部分压花材料。该吸收造成一些不合意的效应。