[发明专利]一种双固化型纳米压印传递层材料

说明书

技术领域

本发明属于微纳加工领域，具体涉及一种双固化型的纳米压印传递层材料。 

背景技术

纳米压印技术（已公开美国专利US6180239）是上世纪九十年代中期美国Princeton大学Nanostructure Lab的Stephen Y. Chou教授针对传统的光刻工艺受到曝光波长的限制，已经达到制备微小结构的极限（~30nm），无法进一步获得更小的尺寸，而提出了类似于高分子模压的一种技术，并且成功证明通过这一技术可以在半导体硅片上获得尺寸小于10nm的结构单元。纳米压印是一种物理接触式的纳米结构制备方法，与高分子膜压技术相似，把具有纳米结构的压印模板，压入到加热熔融的热塑型高分子内或压入到可固化的预聚物液膜内，然后再使压印胶冷却或固化成型，在压印结束后，还需要模板与压印胶分离，即脱模。一般压印模板表面有很多纳米结构，而衬底表面为光滑的平面，因此模板的比面积远大于衬底，如不做预处理，则压印胶与模板的相互作用力，主要是范德华力，将远大于压印胶与衬底的相互作用力，这将造成脱模时，压印胶被模板从衬底上剥离下来。美国专利US2008217813公开了一种通过在压印模板表面进行防粘处理，键合一层全氟烷烃的单分子层，则能大幅度的降低模板的表面张力，有效解决剥离问题的技术。为进一步降低压印胶与模板之间的作用力，便于脱模，在压印胶中加入了有机硅氧烷、含氟材料等低表面活性的组分（美国专利US6334960）。有机硅氧烷、含氟材料等虽然降低了压印胶对模板的粘附力，也降低了压印胶对衬底的粘附力。尤其是对固化型的压印胶材料，一旦固化后的压印胶被粘连在模板上，由于其形成交联网络，不能被任何溶剂清洗，会对模板造成污染、损伤。针对固化型的压印胶材料，文献Nano Letters 2005, 5, 179-182采用偶联剂来增强压印胶材料与衬底的粘附性。偶联剂是一种常用于增强不同材料间粘合性能的一种化合物，它具备两种类型的反应基团，可以分别和两种不同的材料进行化学反应，把两种不同的材料通过化学键和链接起来。如偶联剂丙烯酸酯氯硅烷，氯硅键可以和常用的硅、二氧化硅衬底的硅羟基反应，形成Si-O-Si键，而另一端的丙烯酸酯基团可以和丙烯酸酯类固化型压印胶中的丙烯酸酯基团进行键合。但是用偶联剂一般处理衬底材料过程繁琐，同时对衬底材料有特殊的要求，如氯硅烷的偶联剂只适合于有硅羟基的材料。

对于光刻技术和纳米压印技术，制备纵横比小的结构图案都较制备纵横比大的结构图案容易，因此在光刻胶（IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. SC-15, NO. 4, AUGUST 1980）或纳米压印胶（美国专利US6334960）和基片之间引入了一层高分子膜传递层。双层膜体系可以把在光刻胶或压印胶上形成的纵横比小的结构图案，通过选择性等离子刻蚀的方法在高分子膜层上放大为纵横比大的结构图案，使结构图案可以更可靠的被复制到基片上。在碳、氢、氧组成的高分子材料中引入含硅元素的组分能够有效的提高材料抗氧气等离子刻蚀的能力。下层的高分子膜层为碳、氢、氧组成的高分子材料，上层材料与下层材料对氧气等离子刻蚀具有选择性，上层膜刻蚀的速率小于下层膜刻蚀的速率，因此上层膜中形成的结构图案可以作为掩膜，通过氧气等离子刻蚀转移到下层膜上，同时图案结构的纵横比被放大。一般引入的硅组分为有机硅氧烷材料，其极低的表面能造成了上层膜与传递层之间粘附性差。目前的纳米压印胶材料多为紫外光固化纳米压印胶材料。

发明内容

本发明的目的在于解决当前纳米压印技术中，压印胶材料在脱模过程中可能被模板剥离的问题，为了增强纳米压印胶材料与衬底的粘附能力，提供一种可以双固化的纳米压印传递层材料，通过固化过程中与压印胶形成共价键，将固化的压印胶链接在传递层材料上。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种双固化型纳米压印传递层材料，所述传递层材料中包含至少两种基于不同聚合交联机理的反应性基团，其中的一种基团与纳米压印胶中的可聚合反应性基团相同；并且传递层材料的构成组分里至少具有一种组分同时链接所述的两种反应性基团。