[發(fā)明專(zhuān)利]一種制作納米壓印印章的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010139179.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101825842A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宏偉;闞強(qiáng);王春霞;陳弘達(dá)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/00
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周?chē)?guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米尺度金屬圖形制作技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制作納 米壓印印章的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路集成度不斷提高，集成 電路內(nèi)部器件尺寸已經(jīng)降低到納米尺度，在制作納米級(jí)器件掩蔽圖形時(shí)， 常規(guī)的半導(dǎo)體光刻技術(shù)由于衍射極限的限制而遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。另 外在光電子學(xué)域經(jīng)常使用到各類(lèi)波導(dǎo)、光柵和光子晶體陣列也需要制作納 米尺度的掩模圖形后轉(zhuǎn)移至在器件表面。發(fā)展和完善一種高效、精確的納 米圖形制作方法已經(jīng)成為必需。

目前的主流微納米圖形制作方法包括常規(guī)半導(dǎo)體曝光和電子束曝光 兩種手段，常規(guī)曝光方法制作納米圖形會(huì)受到曝光機(jī)光源的波長(zhǎng)限制，波 長(zhǎng)越短，圖形分辨率越高。但得到功率較高、性能穩(wěn)定的短波長(zhǎng)光源非常 困難，同時(shí)曝光設(shè)備價(jià)格昂貴，成本很高。電子束曝光技術(shù)利用波長(zhǎng)極短 電子作為光刻膠曝光源，基本可以擺脫衍射極限限制，目前能夠得到幾個(gè) 納米尺度的圖形，但是電子束曝光作為一種控制電子束在光刻膠上的移動(dòng) 來(lái)寫(xiě)入圖形的曝光技術(shù)，效率較低，不適合制作大面積圖形。

納米壓印技術(shù)作為上述兩種微納圖形加工技術(shù)的補(bǔ)充得到越來(lái)越多 的應(yīng)用。納米壓印技術(shù)使用帶有納米尺度圖形的印章通過(guò)熱壓或者紫外固 化的方法在掩模膠上制作得到納米圖形，然后將納米圖形轉(zhuǎn)移至器件。該 技術(shù)使用壓印方式制作納米圖形，沒(méi)有光學(xué)衍射影響，具有極高的分辨率， 同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)易，工藝成本較低。納米壓印技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)為納米壓印印章 的制作，只有高質(zhì)量的印章才能得到良好的納米圖形。常用的納米壓印印 章材料為硅材料和碳化硅材料。硅材料為半導(dǎo)體加工領(lǐng)域的常用加工材 料，硅材料印章加工制作簡(jiǎn)單，成本較低。但硅材料印章機(jī)械強(qiáng)度低，材 質(zhì)較脆，在加工制作過(guò)程中容易受受損。碳化硅材料材印章機(jī)械強(qiáng)度高， 但加工困難，材料成本較高。

另外，常規(guī)納米壓印印章制作工藝為首先制作掩模膠上的圖形，通過(guò) 刻蝕工藝將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到印章材料上，刻蝕過(guò)程中難免會(huì)帶來(lái)工藝 誤差和圖形失真。在刻蝕納米級(jí)圖形時(shí)，由于刻蝕產(chǎn)物的殘留，可能使刻 蝕圖形側(cè)壁變形。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明針對(duì)上述壓印圖章在制作和使用過(guò)程中的缺點(diǎn)，提出一種制作 納米壓印印章的方法，通過(guò)本方法制作得到的金屬納米圖形具有高分辨率 和高保真度，同時(shí)金屬納米圖形印章具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、延展性及化學(xué) 穩(wěn)定性，適合納米熱壓印過(guò)程中重復(fù)清洗和使用。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種制作納米壓印印章的方法，該方 法通過(guò)電子束曝光在電子束膠上得到納米圖形，利用金屬蒸發(fā)和電鍍的方 法將該納米圖形轉(zhuǎn)移到金屬表面，然后將帶有微納結(jié)構(gòu)的金屬鍍膜轉(zhuǎn)移粘 附在金屬襯底上，得到可重復(fù)使用的納米壓印印章。

上述方案中，該方法制得的納米壓印印章為金屬印章，該金屬印章的 納米圖形由金屬直接填充電子束曝光抗蝕劑納米圖形得到，帶有納米圖形 的金屬印章和襯底采用剝離方法分離。

上述方案中，所述納米壓印印章為電子束蒸發(fā)或磁控濺射金屬薄膜覆 蓋填充電子束抗蝕劑圖形，以該金屬層為導(dǎo)電層電鍍較厚的金屬層作為納 米印章圖形支撐層，該支撐層和金屬支撐體焊接或粘貼為一體。

上述方案中，所述電子束曝光抗蝕劑納米圖形是使用電子束曝光方法 制作的，電子束曝光抗蝕劑涂覆在襯底電子束曝光導(dǎo)電金屬層上。

上述方案中，所述電子束曝光抗蝕劑底部為電子束曝光導(dǎo)電金屬層， 電子束曝光導(dǎo)電金屬層采用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射方法制作在位于襯 底上的聚二甲基硅氧烷PDMS層上。

上述方案中，所述聚二甲基硅氧烷PDMS作為犧牲層，采用旋涂方法 涂覆在襯底材料表面，通過(guò)去除聚二甲基硅氧烷PDMS分離金屬印章和襯 底。

上述方案中，所述納米壓印印章上的電子束曝光導(dǎo)電金屬層，通過(guò)電 子束抗蝕劑剝離去除。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的這種制作納米壓印印章的方法，納米圖形由金屬直接填 充抗蝕劑上的納米級(jí)圖形得到，具有高分辨率，高保真度的特點(diǎn)。納米圖 形高度等于抗蝕劑厚度，圖形深度控制簡(jiǎn)單方便。金屬納米圖形印章化學(xué) 性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度較高。同時(shí)具有一定的延展性，使用過(guò)程中不易損壞， 可以多次重復(fù)使用。

附圖說(shuō)明