[發明專利]具有印模結構的印模及其制造方法

有效

• 申請號: 201380081300.0
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN105765457B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: M.喬伊基
• 申請（專利權）人: EV集團E·索爾納有限責任公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張華;林森

本發明涉及用于在基底或軟模上施加微結構和/或納米結構的具有印模結構的結構印模的制造方法，其中所述印模結構至少部分由具有低粘附性質的本發明的印模材料構成。

本發明涉及根據權利要求6的制造具有印模結構的印模（Stempel）的方法以及根據權利要求1的結構印模。

在半導體工業中，必須對材料進行結構化工藝以能制造相應的功能元件。至今為止，最近十年的最重要的結構化工藝之一仍是光刻法。

但是，近年來，除光刻法外，壓印技術已作為新型的替代性結構化技術獲得認可，其不僅僅，但當前主要用于高度對稱的、主要重復性的結構元件的結構化。借助壓印技術，可以通過印模工藝（Stempelprozess）直接制成壓花材料中的表面結構。由此產生的優點是顯而易見的。可以摒棄對光刻法而言仍然必需的用于顯影和蝕刻的化學品。此外，今天已經可以壓印在納米范圍內的結構大小；用傳統光刻法只有通過極復雜和特別昂貴的裝置才能制造它們。

在壓印技術中，區分兩種類型的印模，硬印模和軟印模。每種印模工藝理論上可用硬印模或軟印模進行。但是，由于許多技術和經濟原因，硬印模本身僅用作所謂的母印模并總在必要時由這種母印模制成軟印模的模子，隨后將該軟印模用作真正的結構印模。硬印模因此是軟印模的底板（negative）。僅在制造多個軟印模時才需要硬印模。可通過不同的化學、物理和技術參數區分軟印模與硬印模。可想到的是基于彈性性能區分。軟印模具有主要基于熵彈性的變形性能，硬印模具有主要基于能量彈性的變形性能。此外，這兩種印模類型例如可通過它們的硬度區分。硬度是材料對貫入物的抵抗力。由于硬印模主要由金屬或陶瓷構成，它們具有相應高的硬度值。有多種可能性來指示固體的硬度。一種非常常用的方法是根據Vickers指示硬度。不涉及細節，可以大致規定，硬印模具有超過500 HV的Vickers硬度值。

盡管硬印模具有可由具有高硬度和高剛度的材料制成的部件通過合適的方法，如電子束蝕刻或激光束蝕刻直接制造的優點。此類硬印模具有極高硬度并因此或多或少耐磨。但是，與高強度和耐磨性相對立的主要是制造此類硬印模帶來的高成本。即使硬印模可用于幾百個壓花步驟，其也會隨時間具有不再可忽略的磨損。此外，硬印模從壓花材料中脫模在技術上是困難的。硬印模具有相對高的抗彎性。它們尤其不可良好變形，即它們必須以垂直于壓花表面的方向提起。在壓花工藝后的硬印模脫模中，在這種情況下經常造成壓印納米結構和/或微結構的破壞，因為該硬印模有極高剛度并因此可破壞剛剛制成模的壓花材料的微結構和/或納米結構。此外，基底可能具有隨后可導致硬印模損傷或破壞的缺陷。但是，如果硬印模僅用作母印模，由該母印模制成軟印模的工藝可以非常好的控制并兼具極少的母印模的磨損。

可以由母印模（硬印模）通過復制法非常簡單地制造軟印模。在這種情況下，母印模是相應于軟印模的底板。由此在母印模上壓印軟印模，隨后脫模，然后用作用于在壓花材料（其大都施加在基底上）中壓印印模結構的結構印模。軟印模可以比硬印模簡單得多、溫和和更少問題地從壓花材料中機械移除。此外，可以用母印模制成任意多的軟印模。在軟印模具有一定磨損后，丟棄軟印模并由母印模形成新的軟印模。

現有技術狀況的問題首先在于，軟印模由于它們的化學結構而對其它分子化合物具有特別高的吸收能力。不同于主要由金屬、陶瓷或玻璃構成的硬印模，它們因此通常對于其它分子化合物而言是可透過的。在金屬和陶瓷微結構的情況下，在大多數情況下吸收分子物質是絕無可能的，但是，在特殊硬印模的情況下，也可能出現分子物質的吸收。

在用壓花材料進行壓花工藝的過程中，軟印模常吸收部分壓花材料。該吸收造成一些不合意的效應。