[发明专利]双重图形化的纳米压印模具及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及压印技术领域的一种双重图形化的纳米压印模具及其形成方法。

背景技术

半导体技术在摩尔定律的驱动下持续地朝更小的工艺节点迈进。随着半导体技术的不断进步，器件的功能不断强大，但是半导体制造难度也与日俱增。而光刻技术是半导体制造工艺中最为关键的生产技术，随着半导体工艺节点的越来越低，现有的193nm的ArF光源光刻技术已经无法满足半导体制造的需要，超紫外光光刻技术(EUV)、多波束无掩膜技术和纳米压印技术成为下一代光刻候选技术的研究热点。但是上述的下一代光刻候选技术仍然存在有不便与缺陷，亟待加以进一步的改进。

当摩尔定律继续向前延伸的脚步不可逆转的时候，采用纳米压印技术无疑成为了业界的最佳选择，压印模具也应运而生。然而，现有的纳米压印模具均为单图形化的结构，还没有出现双重图形化的纳米压印模具，纳米压印模具单一。因此，同一基底内，不能在同一步骤中形成具有不同形状和/或深度的开口。

美国专利号为“US 7819652B2”的专利中公开了一种纳米压印模具的结构及形成方法，请参考图1：提供基底101；在基底101表面形成图案层103，所述图案层103具有凸起104；在图案层103表面形成硬掩膜层105；在硬掩膜层105表面形成隔离层107。

关于更多纳米压印模具的结构及形成方法，请参考专利号为US7435074B2的美国专利。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种能形成多种图形的双重图形化的纳米压印模具及其形成方法。

为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种双重图形化的纳米压印模具及其形成方法，包括：

提供基底、覆盖所述基底的第一图案层、以及覆盖所述第一图案层的第二图案层；

在所述第二图案层表面形成图形化的第一牺牲层，所述图形化的第一牺牲层定义出第一凸台图形；

以图形化的第一牺牲层为掩膜刻蚀第二图案层，暴露出所述第一图案层，并去除第一牺牲层；

形成覆盖所述第一图案层和第二图案层的第二牺牲层；

在所述第二牺牲层表面形成图形化的第三牺牲层，所述图形化的第三牺牲层定义出第二凸台图形；

以图形化的第三牺牲层为掩膜刻蚀第二牺牲层和第一图案层，暴露出所述基底；

去除图形化的第三牺牲层和第二牺牲层，形成所述第一凸台和第二凸台。

可选地，所述第一图案层的材料为GaAs。

可选地，所述第二图案层的材料为AlGaAs。

可选地，所述去除未被第一牺牲层覆盖的第二图案层的形成工艺为干法刻蚀。

可选地，所述干法刻蚀的气体为Cl₂和Ar。

可选地，刻蚀第二牺牲层和第一图案层的形成工艺为干法刻蚀。

可选地，所述干法刻蚀的气体为BCl₃、SF₆、N₂和He。

此外，本发明的实施例还提供了一种双重图形化的纳米压印模具，包括：各自独立的第一凸台、第二凸台和/或相互叠加的第一凸台和第二凸台。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明的实施例分别以图形化的第一牺牲层和图形化的第三牺牲层为掩膜，逐步刻蚀形成具有第一凸台图形的第一凸台和具有第二凸台图形的第二凸台。采用此种方法可以形成双重图形化的纳米压印模具，解决了现有技术中纳米压印模具图形单一，无法采用现有纳米压印模具一次形成多样图形的缺陷。

进一步的，本发明的实施例的第一凸台和第二凸台还可以相互叠加，利用本发明的第三实施例的双重图形化的纳米压印模具，能够形成双镶嵌图形，成型工艺简单。

进一步的，利用本发明实施例的双重图形化的纳米压印模具，所述双重图形化的纳米压印模具包括具有第一凸台图形的第一凸台和第二凸台图形的第二凸台，所述第一凸台和第二凸台具有不同的高度，可以在同一基底内，在同一步骤中形成具有不同形状和/或高度的开口，形成工艺简单。

附图说明

图1是现有技术压印模具的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例的双重图形化的纳米压印模具的形成方法的流程示意图；

图3～图13是本发明的第一实施例的双重图形化的纳米压印模具的剖面结构示意图；

图14～图15是本发明的第二实施例的双重图形化的纳米压印模具的剖面结构示意图；

图16～图17是本发明的第三实施例的双重图形化的纳米压印模具的剖面结构示意图。