[发明专利]纳米压印模板及制作方法

说明书

本发明公开了一种纳米压印模板，包括衬底，衬底表面具有压印膜层，压印膜层被加工形成纳米压印图形。本发明通过在衬底材料上沉积一层或多层薄膜介质层，并通过光刻以及刻蚀工艺在介质层内形成所需纳米压印结构，压印模板不同位置、不同图形的结构深度等于介质层的厚度，而薄膜沉积的厚度均匀性优于直接刻蚀硅片的深度均匀性，从而获得深度均匀性更好的高精度压印模板。本发明在制作压印模板的过程中，不需要刻蚀硅片，不会对硅片造成损伤，一旦发现工艺异常或者测量得到的纳米图形的数据超规范，精度不达标，可方便的去除衬底表面的膜层进行返工，从而避免昂贵的硅片报废，降低生产成本，并提高良品率。

技术领域

本发明涉及纳米压印技术领域，尤其是一种高精度的纳米压印模板及制作方法。

背景技术

纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术，直接利用机械接触挤压，将压印模板上的微纳结构图形转移到待加工材料上，完成图形转移。自20世纪90年代中期美国普林斯顿大学Stephen.Y.Chou.教授发明纳米压印技术以来，该项技术获得了长足的发展，最高加工精度已达到2nm，并且压印模板可反复使用，具有高分辨率、高效率、低成本、一致性高等优点，有望取代传统的光刻技术，成为微电子、材料领域的重要加工手段。

为实现纳米压印，首先要制作高精度的压印模板。最常见的压印模板是使用硅片制作的，常规制作方法是直接在硅圆片上表面涂覆光刻胶，进行光刻工艺，再对硅片表面进行刻蚀，最后去除光刻胶，将所需要的纳米结构制作出来，从而得到目标图形的压印模板。在刻蚀工艺中，如果压印模板的图形宽度不同、图形密度不同，会存在负载效应（LoadingEffect），影响刻蚀得到的纳米结构的深度均匀性，硅片上不同位置、不同形状的纳米结构的深度均匀性一般在3~5%，因此采用传统方法制作的压印模板的深度均匀性不好，也将直接影响后续使用模板进行压印工艺的精度。而且，传统工艺是直接刻蚀硅片，一旦加工过程中发生工艺异常，或者纳米结构形成之后，形貌、精度不达标，由于硅片表面已经被刻蚀，无法进行返工，昂贵的硅片直接报废，大大增加生产成本。

发明内容

本申请人针对现有纳米压印模板存在的深度均匀性差，以及硅片无法返工导致硅片报废，增加生产成本等问题，提供了一种纳米压印模板及制作方法，可以提高模板不同位置、不同形状的纳米结构的深度均匀性，改善压印模板的质量，并且加工过程中可以返工，硅片无需报废，有效降低生产成本。

本发明所采用的技术方案如下：

一种纳米压印模板，包括衬底，衬底表面具有压印膜层，压印膜层被加工形成纳米压印图形。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述压印膜层为单层薄膜，或者由多层不同介质材料组成的复合膜层。

所述衬底为硅片，所述压印膜层材料为SiO2、SiN。

所述衬底和压印膜层之间还具有停止膜层。

一种纳米压印模板的制作方法，包括以下步骤：

S1步骤，选材清洗：选择合格的硅片作为衬底；对衬底进行清洗、干燥等工艺；

S2步骤，淀积薄膜：在硅片表面制备压印膜层；

S3步骤，光刻纳米图形：在压印膜层表面涂覆光刻胶，进行光刻工艺，光刻胶上形成与压印模板图形相同的图案；

S4步骤，刻蚀：对压印膜层进行刻蚀，一直刻蚀至衬底表面；

S5步骤，去胶：去除光刻胶，压印膜层具有纳米压印图形。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述S2步骤通过化学气相沉积、物理气相沉积、或者氧化反应，制备压印膜层；所述S4步骤的刻蚀工艺为干法刻蚀。