[发明专利]一种可提高图形深宽比的纳米压印方法及其产品

权利要求书

1.一种可提高图形深宽比的纳米压印方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

（a）软、硬模板的准备步骤：

首先根据所需加工的纳米图形，通过电子束曝光的方式制作出硬模板，然后将该硬模板上的图形予以转移并制作出相应的软模板；

（b）底胶涂覆和硬掩膜层的形成步骤：

对半导体基片进行清洗和干燥处理后，在其表面上涂覆底胶并对底胶执行固化处理，由此在半导体基片上形成底胶层；接着，在所形成的底胶层上镀上硬掩膜层，其中所述底胶层与硬掩膜层之间的刻蚀选择比为10以上；

（c）纳米压印图形的转移步骤：

在所形成的硬掩膜层上涂覆光刻胶，经烘烤处理后获得用于构成所需纳米图形的相应压印胶层；然后，利用步骤（a）所制得的软模板在所述压印胶层上形成所需的纳米图形；

（d）干法刻蚀处理步骤，该步骤具体包括以下子步骤：

（d1）利用干法刻蚀工艺并以压印胶层上所形成的纳米图形为掩膜对所述压印胶层执行刻蚀处理，由此去除多余的光刻胶并露出其下部的硬掩膜层；

（d2）继续利用干法刻蚀工艺并以纳米图形为掩膜对所述硬掩膜层执行刻蚀处理，由此在硬掩膜层上形成所需的纳米图形；

（d3）再次利用干法刻蚀工艺并以硬掩膜层上所形成的纳米图形为掩膜对底胶层执行刻蚀处理，由此在底胶层上形成所需的纳米图形；

（e）利用步骤（d）所形成的底胶层及其纳米图形，通过干法刻蚀工艺在半导体基片上形成相应的纳米图形，由此获得最终的纳米压印产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述底胶可选择为SU-8或STU-2，并利用紫外曝光的方式来执行固化处理，其中紫外曝光的时间为0.5分钟~1.5分钟。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜层由二氧化硅、铝或铬制成，并且底胶层与硬掩膜层的刻蚀选择比为15以上。

4.如权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述软模板由聚二甲基硅氧烷或者聚甲基丙烯酸甲酯材料构成。

5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（d1）中，所述干法刻蚀工艺的具体工艺参数包括：采用氧气作为刻蚀气体，氧气流量为20~40sccm，用于对氧离子执行加速的离子源的射频功率为50w~70w，刻蚀机内部腔压为10mTorr,且刻蚀速度为40~70nm/min；

在步骤（d2）中，所述干法刻蚀工艺的具体工艺参数包括：采用氧气和CHF₃共同作为刻蚀气体，其中氧气流量为80~100sccm，CHF3流量为3~8sccm，用于对刻蚀气体粒子执行加速的离子源的射频功率为90w~110w，刻蚀机内部腔压为15mTorr,且刻蚀速度为10~20nm/min；

在步骤（d3）中，所述干法刻蚀工艺的具体工艺参数包括：采用氧气和氩气共同作为刻蚀气体，其中氧气流量为20~30sccm，氩气流量为5~15sccm，用于对刻蚀气体粒子执行加速的离子源的射频功率为50w~70w，刻蚀机内部腔压为10mTorr,且刻蚀速度为50~80nm/min。

6.如权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，在半导体基片与底胶层之间镀上一层金属材料层，相应地，在步骤（e）中通过干法刻蚀工艺在该金属材料层上而不是半导体基片上形成相应的纳米图形，由此获得最终的纳米压印产品。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的方法所制得的纳米图形产品，其中该纳米图形的深宽比为2.0以上。

8.如权利要求1-6任意一项所述的方法在制造半导体激光器光栅、光子晶体等纳米量级图形的用途。