纳米压印模板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米压印模板及其制造方法。所述纳米压印模板包括基板和形成在基板上的单元结构。所述基板包括：基底(1)、第一微结构阵列层(2)、第一键合层(4)、第一柔性层(11)和基础层(13)。第一微结构阵列层包括多个第一微结构，该多个第一微结构之间通过第一空腔(3)间隔开。第一键合层(4)设置在该第一微结构阵列层(2)的上方且与所述第一微结构阵列层(2)的上表面低温键合在一起。第一插入层(5)设置于所述第一键合层上。第一柔性层(11)设置在所述第一插入层上方。基础层(13)设置在所述第一柔性层(11)上方。本发明专利技术的纳米压印模板可以有效地降低模板制造过程和使用过程中产生的应力问题。应力问题。应力问题。

【技术实现步骤摘要】
纳米压印模板及其制造方法


[0001]本专利技术是关于纳米压印技术，特别是关于一种纳米压印模板及其制备工艺。

技术介绍

[0002]纳米技术作为引领未来科技革命的核心技术之一，引起了科学界和产业界的高度重视。上个世纪90年代，美国"明尼苏达大学纳米结构实验室"提出并展示了一种名为"纳米压印"的新技术,它具备高分辨率、低成本、可大批量生产的独特优势，成为最具前景的微纳结构制造技术之一。
[0003]纳米压印主要分为热压印和紫外压印。热压印是最早发展的纳米压印技术，但由于其需要高温高压，压印模板表面结构和材料易出现热膨胀，随之带来较大的压印结构尺寸误差以及对准套印和脱模困难。
[0004]目前，纳米压印研究者们都想尝试一种低成本且可以长期使用的模板，在使用过程中产生低应力。现有技术方案中，为了消除模板制造过程和压印过程中的应力影响，有采用弹簧层的结构，但是效果不尽理想，且产品成本较高。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种纳米压印模板，其能够有效地降低模板制造和压印过程中产生的应力应变。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种纳米压印模板。所述纳米压印模板包括基板和形成在基板上的单元结构。所述基板包括：基底、第一微结构阵列层、第一键合层、第一插入层、第一柔性层和基础层。第一微结构阵列层形成于所述基底上，该第一微结构阵列层包括多个第一微结构，该多个第一微结构之间通过第一空腔间隔开。第一键合层设置在该第一微结构阵列层的上方且与所述第一微结构阵列层的上表面低温键合在一起。第一插入层设置于所述第一键合层上。第一柔性层设置在所述第一插入层上方。基础层设置在所述第一柔性层上方，所述基础层的上表面用于形成所述单元结构。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述的纳米压印模板还包括：第二键合层，设置于所述第一插入层上；第二插入层，设置在所述第二键合层的上表面并与该第二键合层低温键合在一起；第二微结构阵列层，形成在所述第二插入层的上表面，该第二微结构阵列层包括多个第二微结构，该多个第二微结构之间通过第二空腔间隔开；以及第三插入层，与所述第二微结构阵列层的上表面低温键合在一起。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第一柔性层与所述第三插入层的上表面低温键合在一起。此外，所述基础层的下表面可以设有第二柔性层，该第二柔性层的下表面镀有所述第一柔性层。所述第二柔性层可以由石墨烯构成。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第一微结构阵列层具有石墨烯层和Ti/
Au合金层。
[0011]本专利技术的另一方面提供了一种纳米压印模板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：形成基底；在所述基底上通过蚀刻工艺，形成第一微结构阵列层，该第一微结构阵列层包括多个第一微结构，该多个第一微结构之间通过第一空腔间隔开；在所述第一微结构阵列层的上表面与第一键合层低温键合在一起；在所述第一键合层的上表面形成第一插入层；在所述第一插入层上方形成第一柔性层；以及所述第一柔性层上形成基础层，基础层的上表面用于形成单元结构。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述制造方法还包括以下步骤：在所述第一插入层的上表面形成第二键合层；在第二插入层的上表面通过蚀刻工艺形成第二微结构阵列层，该第二微结构阵列层包括多个第二微结构，该多个第二微结构之间通过第二空腔间隔开；将所述第二微结构阵列层(8)的上表面与第三插入层低温键合在一起；以及将所述第二插入层(7)与所述第二键合层低温键合在一起。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第一柔性层与所述第三插入层的上表面低温键合在一起。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述制造方法还包括以下步骤：在所述基础层的下表面设置第二柔性层，该第二柔性层的下表面镀有所述第一柔性层，且所述第二柔性层由石墨烯构成。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，第一微结构/第二微结构和第一空腔/第二空腔的横向尺寸均在1.0微米～20微米之间。
[0016]与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的纳米压印模板，在基板上形成空腔结构，可以有利地抵消模板制造和使用过程中产生的应力。进一步地，利用双层空腔阵列结构，且采用柔性层来作为媒介，可以有效地抵消各种应力应变。此外，通过多层之间采用低温键合的连接方式，使得模板在制造过程中避免了高温连接，降低了应力和应变的产生。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术一实施方式的纳米压印模板的结构示意图。
[0018]主要附图标记说明：
[0019]1‑
基底，2
‑
第一微结构层，3
‑
第一空腔，4
‑
第一键合层，6
‑
第二键合层。
具体实施方式
[0020]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0021]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0022]如
技术介绍
所述，现有的纳米压印模板中无法有效克服模板制造和模板使用过程中产生的应力应变，根据本专利技术实施方式的纳米压印模板，通过在基板上形成空腔和采用柔性材料，来有效缓解纳米压印模板的应力问题。
[0023]如图1所示，根据本专利技术一实施方式的纳米压印模板，包括基板和形成在基板上的
单元结构13。所述基板包括基底1。基底1可以但不限于是石英、陶瓷等材料。在基底1上可以通过磁控溅射等工艺，溅射一层薄膜。薄膜表面首先涂上一层石墨烯，然后在石墨烯的表面镀一层合金，例如是Ti/Au合金镀膜。
[0024]接下来，通过光刻以及刻蚀等工艺，在上述镀膜表面上形成二维或者三维掩膜分布，用碘与KI溶液腐蚀掉Au，再用HF溶液腐蚀掉Ti，利用RIE刻蚀石墨烯，从而第一微结构阵列层2。该第一微结构阵列层2包括多个第一微结构，该多个第一微结构之间通过第一空腔3间隔开。通过该空腔3的设置，可以有效地降低生产过程中产生的应力应变。
[0025]第一微结构阵列层2的上表面通过低温键合等工艺键合有第一键合层4。该第一键合层4的材料可以是Ni/Au、Ti/Au等对称材料结构。由于是低温键合，避免了模板的制造工艺长期处在高温下，因此可以有效避免因高温键合等工艺产生的应力，并且可以避免高温生产工艺下模板恢复到正常温度后产生的较大应变。
[0026]第一键合层4的上表面设有第一插入层5。第一插入层5的材料可以是硅或者镍或其他材料，该第一插入层5的上表面可以设有第二键合层6。换言之，第一插入层5的上下表面可以均设置低温键合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米压印模板，包括基板和形成在基板上的单元结构，其特征在于，所述基板包括：基底(1)；第一微结构阵列层(2)，形成于所述基底上，该第一微结构阵列层包括多个第一微结构，该多个第一微结构之间通过第一空腔(3)间隔开；第一键合层(4)，设置在该第一微结构阵列层(2)的上方且与所述第一微结构阵列层(2)的上表面低温键合在一起；第一插入层(5)，设置于所述第一键合层(4)上；第一柔性层(11)，设置在所述第一插入层上方；以及基础层(13)，设置在所述第一柔性层(11)上方，所述基础层的上表面用于形成所述单元结构。2.如权利要求1所述的纳米压印模板，其特征在于，还包括：第二键合层(6)，设置于所述第一插入层(5)上；第二插入层(7)，设置在所述第二键合层(6)的上表面并与该第二键合层低温键合在一起；第二微结构阵列层(8)，形成在所述第二插入层的上表面，该第二微结构阵列层包括多个第二微结构，该多个第二微结构之间通过第二空腔间隔开；以及第三插入层(10)，与所述第二微结构阵列层(8)的上表面低温键合在一起。3.如权利要求2所述的纳米压印模板，其特征在于，所述第一柔性层(11)与所述第三插入层(10)的上表面低温键合在一起。4.如权利要求1所述的纳米压印模板，其特征在于，所述基础层(13)的下表面设有第二柔性层(12)，该第二柔性层(12)的下表面镀有所述第一柔性层(11)。5.如权利要求4所述的纳米压印模板，其特征在于，所述第二柔性层(12)由石墨烯构成。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗刚，
申请(专利权)人：罗刚，
类型：发明
国别省市：