[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

说明书

技术领域

本发明属于图像压印技术领域，更具体地，涉及一种可提高图形深宽比的纳米压印方法及其产品。

背景技术

随着科技的不断发展，微小化、集成化和低成本是半导体制造方向的产业趋势。因此纳米压印（Nanoimprint Lithography）技术作为一种新型的图形转移技术，由于其分辨率高、成本低的优势在半导体制造中得到越来越多的应用，相比于传统的光刻技术，纳米压印可以制作出20nm以下的小线宽图形，并相对于高精度的电子束曝光技术而言，纳米压印技术拥有极低的制作成本，适合于大规模的工业生产。

传统的纳米压印技术是通过温度的控制使得基片上的压印胶软化流动，再与压印模板进行机械接触通过压力的控制将压印模板上的图形转移到压印胶上。这种直接机械接触的压印方式有以下缺点：由于不能完全保证被压印基片的平整度和清洁度，因此这种直接硬模板压印在基片不平整区域会降低压印的质量，使得周围一部分区域因为没有直接接触到压印模板而使得图形不完整；此外，由于压印模板成本较高，直接机械接触式的压印会降低模板使用寿命，相应提高纳米压印的成本。

因此，现在越来越多地采用软模板（Soft mold）技术来执行模板的转移，该技术首先是利用热压印方式将硬模板上的图案转移至软模板上，之后再利用软模板对基片执行紫外压印，从而在获得纳米图案的同时，能够避免对硬压印模板造成损伤。除了保护模板之外，软模板压印还具有以下优势：首先，由于软模板可弯曲形变的物理特性，在压印中软模板可以自适应成不平整的基片表面以及基片上的颗粒的形状，从而大大降低不完全填充区域的面积，提高图形的成品率；其次，在利用硬模板制作软模板的脱模过程中，软模板可以将硬模板表面的颗粒或其他污染物可以吸附下来，从而实现硬模板的清洁功能。

鉴于软模板纳米压印具有以上优势，世界上各大公司和科研机构都对软模板进行了多方面的研究。例如，EP2005/055729A中公开了一种采用中间转移模板的图像复制方法，其利用高分子聚合物构成的中间转移模板作为软模板，并成功实现对图文复制的商用用途。另外，CN201110087571.X、CN200610125535.7等专利申请中也分别公开了采用软模板纳米压印技术来制备GaN基光子晶体LED和DFB激光器的方法。然而，对于现有技术中的软模板纳米压印工艺而言，仍然存在以下的不足或缺陷：第一、由于软模板自身具备易形变弯曲的物理特性，这样在压印过程中，对于所加工图形的深宽比不能过高，通常会限定为1.5以下，否则会造成软模板上的图形弯曲倒塌，从而影响压印到基片上胶掩膜以及刻蚀之后的图形深宽比，此现象在纳米级细线宽图形制作中体现得尤为明显；第二，当执行纳米压印之后，干法刻蚀工艺会由于普通压印胶掩膜的特性而形成正台型掩膜，造成图案线宽的损失并使得纳米图像线宽变小，相应会导致纳米图形失真的缺陷。

发明内容

针对现有技术的缺陷或技术需求，本发明的目的在于提供一种可提高图形深宽比的纳米压印方法及其产品，其通过对特定层刻蚀选择比的限定以及胶掩膜与硬掩膜之间的多次转移操作，可以提高胶掩膜的高度，并相应较大程度地提高底胶掩膜及刻蚀之后最终所形成图形的深宽比，同时进一步提高所获得纳米图形的图像精细程度。

按照本发明的一个方面，提供了一种可提高图形深宽比的纳米压印方法，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；