[发明专利]纳米压印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米压印方法，尤其涉及一种能够在室温下进行的纳米压印方法。

背景技术

在现有技术中，制作各种半导体设备时，常需要制作具有数十纳米到数百纳米的微细结构的纳米图形。具有上述微细结构的纳米图形的制作方法主要有光或电子束的光刻方法：首先，使用经过掩模或者扫描聚焦的辐射线或者电子束，辐射光致抗蚀剂组合物或掩膜，上述辐射线或电子束将会改变被曝光区域的抗蚀剂的化学结构；然后，再通过刻蚀的方法除去被曝光区域或者被曝光区域外的抗蚀剂，从而获得特定的图案。

为了适应集成电路技术的迅猛发展，在现有的光学光刻技术上努力突破分辨率极限的同时，下一代光刻技术在最近几年内获得大量的研究。例如，深紫外光刻技术采用波长13～14nm的光源和精度极高的反射式光学系统，有效降低了折射系统中强烈的光吸收，但工艺繁杂、造价昂贵的光刻系统，限制了该技术的应用。

上世纪九十年代以来，一种新的纳米图形的制作工艺得到了发展(请参见Chou S Y，Krauss P R，Renstorm P.Imprint of sub 25nm vias and trenches inpolymers.Appl.Phys.Lett.，1995，67(21)：3114-3116)。上述制作纳米图形的新技术，在本领域中被称作纳米压印或者纳米压印平板印刷术。纳米压印是指采用绘有纳米图形的模板将基片上的抗蚀剂(resist)薄膜压印纳米图形，再对基片上的纳米图形进行处理，如刻蚀、剥离等，最终制成具有纳米结构的图形和半导体器件。以纳米压印技术形成纳米图案的方法，通过采用具有纳米图形的硬性模板压印抗蚀剂层形成纳米图案，而不需要依赖任何辐射曝光形成。所以，纳米压印技术可以消除在常规的光刻方法中所必须的比如对光的波长的限制，以及在抗蚀剂和基底内粒子的反向散射，和光干扰等限制条件，以实现更高的分辨率。因此，相对于光刻技术，纳米压印技术具有制作成本低、简单易行、效率高的优点，具有广阔的应用前景。

由于纳米压印技术通过机械方式使聚合物抗蚀剂变形，而不是通过改变平板印刷术的抗蚀剂的化学性能实现。因此，纳米压印技术对聚合物抗蚀剂具有较高的要求，即该聚合物抗蚀剂应为热塑型或光固化型，且具有良好的成膜性，模量高，保持形变能力，且固化后容易脱模，使得模板与抗蚀剂分离后，该抗蚀剂仍然可以保留在基底。现有技术中，纳米压印的抗蚀剂主要有，硅橡胶系列，环氧树脂系列，丙烯酸酯系列，聚苯乙烯系列等。

1998年6月30日公告的美国专利5,772,905，公开了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为纳米压印抗蚀剂的技术方案，通过将聚甲基丙烯酸甲酯在硅片上旋转浇铸成膜，再采用热压的方法在基底上形成纳米图形。所公开的纳米压印的方法要求加热纳米压印抗蚀剂(约200℃)使之产生塑性形变，然后再将纳米压印抗蚀剂冷却(低于PMMA的玻璃化转变温度T_g，约105℃)固化成型后，除去模板从而形成纳米级图形。但是，由于聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化转变温度较高，使得该方法中的加热温度过高，使得该纳米压印抗蚀剂的力学稳定性降低，与模板的粘附性强，难以脱模，得到的图形不平整，使获得的纳米图形的分辨率较低。现有技术中，为了提高纳米图形的分辨率，在压印之前，常常需要对模板进行预处理，但是模板的预处理过程繁杂，因此提高了纳米压印的工艺复杂度，以及成本，该方法不利于实际应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种获得的图形的保真度好，分辨率较高，且在室温下即能进行压印的纳米压印方法。

一种纳米压印方法，其包括以下步骤：步骤a，提供一基底和一个表面具有纳米图形的模板，所述纳米图形包括多个凸部及多个凹槽，所述基底的一表面形成有有机第一抗蚀层；步骤b，通过压印抗蚀剂HSQ贴合所述基底和模板，贴合时所述压印抗蚀剂HSQ直接接触所述模板的具有纳米图形的表面，并将压印抗蚀剂HSQ夹持于该基底的抗蚀层与所述模板的所述表面之间；步骤c，在室温下、通过在该基底和模板施加压力，将模板表面的纳米图形复制到所述第二抗蚀层，在所述第二抗蚀层形成包括多个凸部及多个凹槽的纳米图形；以及步骤d，将所述第二抗蚀层上的纳米图形转移至基底，在所述基底表面形成纳米图形。