[发明专利]一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法

说明书

本发明属于微纳米加工技术领域，提供了一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法。本发明提供的掩模，包括基准掩模和对齐掩模；所述基准掩模设置有若干个基准标记；所述基准标记包括正方形基准点和第一游标；所述正方形基准点设置有十字型狭缝；所述对齐掩模上设有至少一个对齐标记；所述对齐标记包括十字型对齐点和第二游标。本发明的对齐掩模中的对齐标记和基准掩模中的基准标记对齐，能减少金属光栅拼接的误差，提高对齐精度。

技术领域

本发明涉及微纳米加工技术领域，尤其涉及一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法。

背景技术

随着纳米技术的发展，纳米科学逐渐延伸到各个领域。各种各样的微纳米结构制备方法也是层出不穷。然而，要获得大面积有序的纳米结构，只能借助自上而下的微纳加工技术实现。纳米压印技术作为1995年被发明的新型加工工艺，突破了光学衍射的极限，可以制备尺度更小的结构；且相较于电子束光刻等技术，不需要昂贵的设备就可以实现有序结构的制备。纳米压印的原理就是将具有纳米级尺度凸凹结构的模具压入到可以变形的材料上，然后材料上留下了具有和模具凸凹结构相反的图案。纳米压印技术具有加工成本低、分辨率高、可以大面积制备的优点，近年来吸引了很多研究者的兴趣。

然而，纳米压印只是一种转印手段，所用的模板很昂贵，尤其是在大面积使用的情况下。所以如果能实现小模板的多次拼接，可以将小模板转化成大模板而减少生产过程中的成本。目前，针对纳米压印的对准主要集中在对设备的研究上，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法。本发明提供的于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模能够使金属光栅拼接误差小，且成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模，包括基准掩模和对齐掩模；

所述基准掩模设置有若干个基准标记；所述基准标记包括正方形基准点和第一游标；所述正方形基准点设置有十字型狭缝；

所述对齐掩模上设有至少一个对齐标记；所述对齐标记包括十字型对齐点和第二游标。

优选地，所述基准标记和对齐标记的尺寸为(50～500)μm×(50～500)μm；所述十字型狭缝的宽度为4～20μm；所述第一游标和第二游标的最小线宽为2μm。

优选地，所述正方形基准点包括第一正方形基准点和第二正方形基准点；所述第一正方形基准点为所述基准标记的中心；所述第一游标的个数为4个，4个第一游标分别分布于所述第一正方形基准点的四个边；所述第二正方形基准点的个数为4个，4个第二正方形基准点位于所述第一正方形基准点的四个角。

优选地，所述对齐掩模的尺寸小于压印用模板的尺寸。

优选地，所述对齐掩模还设置有掩模图案。

本发明还提供了一种利用上述技术方案所述的用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模进行金属光栅拼接方法，包括以下步骤：

(1)基于所述标记掩模，在衬底上依次进行光刻和金属举离，得到基准阵列；

(2)在带有基准阵列的衬底上依次涂覆牺牲层和压印胶层后，将模板压印在所述压印胶层，固化后，揭下所述模板；

(3)将所述对齐掩模的对齐标记和基准阵列对齐，基于所述对齐掩模，进行对准套刻，特定区域被暴露出来；

(4)去除所述特定区域的压印胶层的残余胶和牺牲层，得到负模板；

(5)在所述负模板上镀金属层后，举离牺牲层和压印胶层，得到与所述模板的结构相反的结构；

(6)在衬底的空白区域，重复步骤(2)～(5)，实现金属光栅拼接。