專利名稱：一種納米結構的軟模板制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米模板的制作方法，屬于納米制造領域。
背景技術：
隨著半導體加工光學光刻技術上的制約，納米壓印技術已經成為替代傳統(tǒng) 光學光刻的一種具有優(yōu)勢的納米制作技術，具有不遜的競爭力和廣闊的應用前 景。納米壓抑技術是采用具有納米圖案的壓模將基片上的聚合物薄膜壓出納米 級圖形，再對壓印件進行常規(guī)的刻蝕、剝離等加工，最終制成納米結構和器件。 納米壓印技術可以大批量重復性地在大面積基底上制備納米結構圖形，并且所 制作出的高分辨率圖案具有相當好的均勻性和重復性。該技術還具有制作成本
低、簡單易行、效率高等優(yōu)點。目前，這項技術最先進的程度己達到5nm以下 的水平。然而，納米壓印的關鍵是有合適的模板。通常所采用的電子束光刻等 制作模板技術，由于制作成本高和周期長等缺點限制了納米壓印技術的研究。
制作多孔陽極氧化鋁(AAO)的技術己經成熟，孔徑的大小、孔洞的深度、 孔間距和分布程度可以通過電解液類型、濃度、電壓大小和陰陽極間距等工藝 來控制。日本的Masuda等首先提出的二步陽極氧化法制得的高度規(guī)則排列和孔 洞分布均勻AAO[Masuda H， Fukuda K. Science, 1995, 268(5216): 1466 1468]， 已成為制備AAO模板的趨勢。目前，AAO模板廣泛用于定向生長納米線 [Rui-Long Zong， Ji Zhou， Bo Li， Ming Fu， Shi-Kao Shi， and Long-Tu Li, J. Chem. Phys. 2005(123) 094710-094715],碳納米管[Hyungdong Kang， Sangmoon Lee， and Haisung Lee， Journal of Vacuum Science & Technology B 2005(23) 563-565 ]， 量子點陣列[Masuda H， Fukuda K， Jpn J Appl Phys，1996(35)L126-L129]等領域研本發(fā)明采用AAO作為母模板，通過簡單工藝復制出具有高分辨率和高復
型精度的軟模板，為納米壓印模板的制作提供了一條低廉和高效的技術途徑， 并且具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種納米模板的簡單制造方法。與現有的模板加工工藝相比， 具有制作成本低廉，周期短等優(yōu)點，為壓印模板制作提供了一條簡單的方法。
本發(fā)明通過以下技術方案實現的，包含以下步驟
1. 電化學腐蝕出AAO，用CVD沉積一層抗粘層試劑采用1H， 1H， 2H, 2H曙perfluorodecyltrichlorosilane (CF3-(CF2)7-(CH2)2-SiCl3 or FDTS)或 F13-OTCS (tridecafluoro隱l， 1， 2， 2-tetrahydrooctyl trichlorosilane)。也可以
采用液相法沉積一層抗粘層。
2. 涂布聚合物的制備將PDMS預聚體與固化劑按10:1比例混合，后再加 一定重量比的甲苯，用玻璃棒攪拌均勻，脫氣30分鐘。
3. 聚合物成膜和固化成型:將配好的聚合物涂布在AAO表面上。除氣5min， 10(TC熱固化1小時。
4. 脫模將上述固化后的膜剝離后即可得到軟模板，為柱狀、分布均勻和 高復型精度的納米結構圖形模板。
本發(fā)明也可以通過制作h-PDMS或PMMA來實現高復型精度的軟模板。
本發(fā)明制作納米模板非常簡單，利用AAO具有分布均勻和納米結構的 多孔結構，復制出高精度和大面積模板，操作方便。沒有利用到電子束等高 成本的方法來制作壓印模板，降低了納米壓印制作納米結構的成本。同時， 可以大面積復制出大面積軟模板。此外，軟模板可以重復使用，可以用來制作高分辨率的光子晶體結構等納米奧子器件。


圖1 AAO電鏡照片圖。
圖2 AAO復制軟模板工藝流程圖。
圖3復型后的軟模板電鏡照片圖。
圖4采用軟模板進行紫外納米壓印后的電鏡照片圖。
圖2中符號說明
1: AAO母模板。
2:有機聚合物PDMS (甲苯稀釋)或h-PDMS。 3:有聚合物PDMS。
具體實施方式
實施例l
1. 采用多孔陽極氧化鋁AAO， 孔徑為100nm。
2. 用氣相CVD在AAO上沉積一層CF3-(CF2)7-(CH2)2-SiCl3抗粘齊U。
3. 將PDMS預聚體與固化劑按10:1比例混合，后再加占60%重量的甲苯， 用玻璃棒攪拌均勻，真空下脫氣30分鐘，得到聚合物。
4. 將混合好的聚合物以1000rmp/30min涂布在AAO比表面上，除氣5min。
5. 再將除氣后的PDMS澆注在上述的聚合物表面上。
6. 真空10(TC熱固化1小時。
7. 將聚合物從AAO上剝落，得到復型后的納米壓印軟模板。 實施例2
1.采用多孔陽極氧化鋁AAO， 孔徑為100nm。2. 用氣相CVD在AAO上沉積一層CF3-(CF2)7-(pi2)2-SiCl3抗粘齊lJ。
3. 將3.4g的VDT—731， 50wg的SIP6381.1， 100u gF1UKA87927混合后 真空中除氣5min，再加lgHMS—301混合均勻。
4. 以1000rmp/30min旋涂上述混合物，后60。C固化30min。得到一層h— PDMS聚合物。
5. 再將除氣后的PDMS澆注在上述的聚合物表面上。
6. 真空65t:熱固化固化24小時。
7. 將聚合物從AAO上剝落，得到復型后的納米壓印軟模板。 實施例3
1. 將PMMA旋涂在Si片上，18CTC下加熱20min。
2. 將經過抗粘處理的AAO放在PMMA表面。
3. 在AAO上施加壓力，實驗參數為180°C/50Torr/5min。
4. 脫模，在PMMA上得到柱狀結構。
權利要求
1.一種納米結構的模板制作方法，其特征在于采用多孔陽極氧化鋁(AAO)作為母模板，通過聚合物固化后復制出軟模板。
2. 按照權利要求l所要求的多孔氧化鋁，其特征要求1) 孔徑介于10 500nm，分布均勻，陡直。2) 多孔氧化鋁為通孔或為不通孔。3) 孔深度為50nm 200y m。
3. 按照權利要求1所要求的制作工藝，其特征在于-1) 多孔氧化鋁母模板是通過氣相CVD沉積一層納米厚度的抗粘層，來減小固 化后的聚合物與AAO脫模阻力。2) 將184-PDMS預聚體與固化劑按10: l比例混合后，再加入一定比例的甲苯 溶液，除氣30min后涂布在AAO上，再除氣5min;也可將h-PDMS液體涂布 在AAO上，60。C固化30min。3) 在上述基礎上再涂布上一層除過氣的PDMS， 100。C固化lh。4) 脫模，得到具有高復型度精度的軟模板。
4. 按照權利要求3項2)所要求的涂布聚合物，其特征在于1) PDMS預聚體與固化劑按10:1 (V/V)比例混合，再加甲苯，甲苯占總重量 的10~70%，三者充分混合。2) 或采用h—PDMS，其成分為VDT—731: SIP6381.1: FlUKA87927^3.4g: 50iig: 100Pg混合后真空中除氣5min，再加lgHMS—301混合均勻，涂布后 6(TC熱固化30min。
5. 按照權利要求3所要求的多孔陽極氧化鋁母模板抗粘處理，其特征在于 1)采用氣相CVD沉積或為液相沉積。2)抗粘劑為p.erfluorodecyltrichlorosilane (CF3-(CF2)7-(CH2)2-SiCl3 or FDTS)或 F13-OTCS (tridecafluoro-l， 1， 2， 2-tetrahydrooctyl trichlorosilane)， 或其它，目的 是為了脫模容易。
6.按照權利要求l所要求的模板制作技術，其特征要求也可以采用PMMA來 復制出模板。
全文摘要
本發(fā)明是關于一種軟壓印模板的制造方法。其特征在于通過多孔陽極氧化鋁(AAO)模板復制出軟模板。多孔陽極氧化鋁孔徑一般為10～500nm，孔洞較直分布均勻，作為母模板可以復制出高分辨率和高復型精度的軟模板，減少了模板的制作成本和周期。本發(fā)明的顯著特點是制作模板成本低廉，周期短，工藝簡單，復制出來的軟模板可以重復使用，能夠實現大面積壓印。
文檔編號G03F7/00GK101581878SQ200810037349
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權日2008年5月13日
發(fā)明者萬永中, 劉彥伯, 周偉民, 宋志棠, 封松林, 靜 張, 施利毅, 李小麗, 鈕曉鳴, 閔國全 申請人:上海市納米科技與產業(yè)發(fā)展促進中心;中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所