[发明专利]制造图案化结构的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造图案化结构的工艺，具体地涉及用于通过重复压印操作而制造具有纳米尺度图案的结构的工艺。

背景技术

用于形成精细图案的已知技术包括光刻法、电子射线曝光、X射线曝光以及纳米压印光刻。光刻法技术在美国专利No.5,472,812中公开；电子射线曝光技术在日本专利特开No.2003-068618中公开；X射线曝光技术在日本专利申请公开No.2004-296780中公开；以及纳米压印光刻技术在美国专利申请公开No.2005/064054中公开。用于如电子射线制图和离子束制图的对图案进行直接制图的这种技术要求较长时间以便形成较精细的图案。因此，以较低成本在大规模生产中形成精细图案主要通过以下步骤实施：精确准备用于X射线曝光、UV射线曝光的掩模；通过光刻术或者纳米压印光刻在较短时间内集中地直接制图并形成图案而进行压制成型。

然而，在上述技术的任一技术中，形成的结构的精细度是有限的。电子射线曝光技术是目前最精确的，其能够形成直径为10nm的单个点，但是不能够以20nm或者更小的点布置间距轻易形成这种尺寸的点的布置。

用于形成精细结构的其它已知方法包括铝或者类似材料的阳极氧化，和通过利用分子自组织结构的由下而上(bottom-up)工艺。铝的阳极氧化在美国专利申请公开No.2004/206632中公开，并且用于精细结构形成的由下而上工艺在美国专利6,602,620中公开。这些方法适合于在较大区域中形成规则的周期结构，而不适合于形成任意结构。

发明内容

本发明旨在提供一种用于制造具有纳米尺度图案的结构的较简单方法。

本发明致力于一种用于制造图案化结构的工艺，该工艺包括：压印第一图案，其通过抵着压印工作层(imprint-work layer)来压下表面上具有凸起-凹陷配置的压模；以及压印第二图案，其通过将压模从第一图案的位置相对位移到压印工作层上的另一位置，然后抵着该压印工作层压下压模。

压模表面上的凸起-凹陷配置可以包括布置为四角晶格的凸起或者凹陷，并且第二图案的凸起或者凹陷在压印工作层上第一图案的四角晶格布置的四角单元晶胞(cell)的重心位置上形成。

压模表面上的凸起-凹陷配置可以包括布置为三角晶格的凸起或者凹陷；第二图案的凹陷或者凸起在压印工作层上第一图案的三角晶格布置的三角单元晶胞的重心位置上形成；以及进一步，第三图案的凹陷或者凸起在第一图案的三角晶格布置的三角单元晶胞的重心位置上形成，其中在该重心位置上尚未形成第二图案的凹陷或者凸起。

本发明致力于一种用于制造具有上文所阐述的图案的图案化结构的工艺，其中压印工作层包括热塑料材料。

第二图案可以在不同于形成第一图案的条件的条件下形成，以便形成与第一图案的凹陷或者凸起相同形状的第二图案的凹陷或者凸起。

形成第二图案的条件可以通过至少改变以下条件之一来调整：加热压印工作层和压模的温度、压下压模的压强以及压下压模的时间。

本发明使得能够通过简单工艺实现纳米尺度结构的制造。

根据参考附图的下文示例性实施方式的描述，本发明的其它特征将变得显见。

附图说明

图1A、图1B和图1C示出了用于制造具有本发明示例1中的四角形晶格图案的结构的工艺；

图2A、图2B和图2C示出了由随后的压制引起的热塑料压印工作层中已经形成的凹陷形状的改变；以及

图3A、图3B、图3C和图3D示出了用于制造具有本发明示例3中的三角形晶格图案的结构的工艺。

具体实施方式

本发明使得能够构成用于制造图案化结构的工艺，其中形成在基底上的热塑料树脂或者类似的热塑料材料层通过压模压制两次或者两次以上。这种重复的压印使得在结构上形成的图案能够比在压模上的凸起或者凹陷的布置图案(下文中称为“压模图案”)更精细。

本发明的压模在其表面上具有压模图案(凸起-凹陷)。承载凸起或者凹陷的压模的基材包括硅(Si)和镍(Ni)。凸起的示例包括直径为100nm并且高为200nm的圆柱形凸起，以及直径为50nm并且高为150nm的圆柱形凸起。