[發(fā)明專利]一種可提高圖形深寬比的納米壓印方法及其產(chǎn)品有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210364144.6 | 申請(qǐng)日： | 2012-09-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102910579A | 公開（公告）日： | 2013-02-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王智浩;劉文;孫堂友;左強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B81C99/00 | 分類號(hào)： | B81C99/00;G03F7/00;H01S5/12 |
| 代理公司： | 華中科技大學(xué)專利中心 42201 | 代理人： | 朱仁玲 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 圖形 納米 壓印 方法 及其 產(chǎn)品 | ||
1.一種可提高圖形深寬比的納米壓印方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：
（a）軟、硬模板的準(zhǔn)備步驟：
首先根據(jù)所需加工的納米圖形，通過(guò)電子束曝光的方式制作出硬模板，然后將該硬模板上的圖形予以轉(zhuǎn)移并制作出相應(yīng)的軟模板；
（b）底膠涂覆和硬掩膜層的形成步驟：
對(duì)半導(dǎo)體基片進(jìn)行清洗和干燥處理后，在其表面上涂覆底膠并對(duì)底膠執(zhí)行固化處理，由此在半導(dǎo)體基片上形成底膠層；接著，在所形成的底膠層上鍍上硬掩膜層，其中所述底膠層與硬掩膜層之間的刻蝕選擇比為10以上；
（c）納米壓印圖形的轉(zhuǎn)移步驟：
在所形成的硬掩膜層上涂覆光刻膠，經(jīng)烘烤處理后獲得用于構(gòu)成所需納米圖形的相應(yīng)壓印膠層；然后，利用步驟（a）所制得的軟模板在所述壓印膠層上形成所需的納米圖形；
（d）干法刻蝕處理步驟，該步驟具體包括以下子步驟：
（d1）利用干法刻蝕工藝并以壓印膠層上所形成的納米圖形為掩膜對(duì)所述壓印膠層執(zhí)行刻蝕處理，由此去除多余的光刻膠并露出其下部的硬掩膜層；
（d2）繼續(xù)利用干法刻蝕工藝并以納米圖形為掩膜對(duì)所述硬掩膜層執(zhí)行刻蝕處理，由此在硬掩膜層上形成所需的納米圖形；
（d3）再次利用干法刻蝕工藝并以硬掩膜層上所形成的納米圖形為掩膜對(duì)底膠層執(zhí)行刻蝕處理，由此在底膠層上形成所需的納米圖形；
（e）利用步驟（d）所形成的底膠層及其納米圖形，通過(guò)干法刻蝕工藝在半導(dǎo)體基片上形成相應(yīng)的納米圖形，由此獲得最終的納米壓印產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟（b）中，所述底膠可選擇為SU-8或STU-2，并利用紫外曝光的方式來(lái)執(zhí)行固化處理，其中紫外曝光的時(shí)間為0.5分鐘~1.5分鐘。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層由二氧化硅、鋁或鉻制成，并且底膠層與硬掩膜層的刻蝕選擇比為15以上。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟（a）中，所述軟模板由聚二甲基硅氧烷或者聚甲基丙烯酸甲酯材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟（d1）中，所述干法刻蝕工藝的具體工藝參數(shù)包括：采用氧氣作為刻蝕氣體，氧氣流量為20~40sccm，用于對(duì)氧離子執(zhí)行加速的離子源的射頻功率為50w~70w，刻蝕機(jī)內(nèi)部腔壓為10mTorr,且刻蝕速度為40~70nm/min；
在步驟（d2）中，所述干法刻蝕工藝的具體工藝參數(shù)包括：采用氧氣和CHF3共同作為刻蝕氣體，其中氧氣流量為80~100sccm，CHF3流量為3~8sccm，用于對(duì)刻蝕氣體粒子執(zhí)行加速的離子源的射頻功率為90w~110w，刻蝕機(jī)內(nèi)部腔壓為15mTorr,且刻蝕速度為10~20nm/min；
在步驟（d3）中，所述干法刻蝕工藝的具體工藝參數(shù)包括：采用氧氣和氬氣共同作為刻蝕氣體，其中氧氣流量為20~30sccm，氬氣流量為5~15sccm，用于對(duì)刻蝕氣體粒子執(zhí)行加速的離子源的射頻功率為50w~70w，刻蝕機(jī)內(nèi)部腔壓為10mTorr,且刻蝕速度為50~80nm/min。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟（b）中，在半導(dǎo)體基片與底膠層之間鍍上一層金屬材料層，相應(yīng)地，在步驟（e）中通過(guò)干法刻蝕工藝在該金屬材料層上而不是半導(dǎo)體基片上形成相應(yīng)的納米圖形，由此獲得最終的納米壓印產(chǎn)品。
7.一種如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的方法所制得的納米圖形產(chǎn)品，其中該納米圖形的深寬比為2.0以上。
8.如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的方法在制造半導(dǎo)體激光器光柵、光子晶體等納米量級(jí)圖形的用途。
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