本发明属于纳米压印,具体涉及一种提高纳米压印胶粘附性的纳米压印子版基片及其制备方法和纳米压印方法。
背景技术:
1、随着半导体行业朝着不断缩小特征尺寸的方向发展,纳米压印技术(nanoimprintlithography,nil)越来越受到人们的关注。纳米压印技术主要是通过对带有图形结构的纳米压印模版进行加压,即可实现图案的转移,同时其分辨率可达到10nm以下。纳米压印的特点是:(1)超高分辨率:没有光学曝光中的衍射现象和电子束曝光中的散射现象;(2)高产量:可以像光学曝光那样并行处理,同时制作成成百上千个器件;(3)高保真度:几乎无差别的将掩模板上的图形转移到晶圆上;(4)低成本:不像光学曝光机那样需要复杂的光学系统或像电子束曝光机那样需要复杂的电磁聚焦系统。与其他的图形加工技术,如电子束直写技术、激光直写技术和光学投影曝光技术等技术相比,纳米压印技术操作简单且易于实现,是一种高产量、廉价的图形加工技术。
2、经过十几年的发展,纳米压印技术已广泛应用于光学、生物以及微纳光电子系统、半导体技术等领域。而今,国际半导体技术发展路线图已将其定为3nm技术节点以下的图形加工技术。因此利用纳米压印技术实现大批量高精度模版的复制对于半导体制造行业是十分重要的。现有技术中,纳米压印技术复制母版的方法有直接采用单层胶压印的,也有采用如pmma/lor等双层胶压印的,但以上两种方法在压印胶与金属层之间的粘附性方面均面临瓶颈。而若想得到大面积高精度的纳米压印图案的复制,急需一种增加纳米压印胶粘附性的技术方案。
技术实现思路
1、本发明所解决的技术问题是提供一种提高纳米压印胶粘附性的纳米压印子版基片,用于改善脱胶现象。
2、本发明纳米压印子版基片,包括基片,基片上镀金属膜层,其特征在于:金属膜层上镀sio2膜层。
3、由于现有的纳米压印技术是金属层与纳米压印胶直接接触,而本发明是在金属层和纳米压印胶之间增加了一层sio2膜层,该膜层是通过磁控溅射法、pecvd法或电子束沉积法等方法沉积到金属膜层之上,得到了厚度均匀的sio2膜层,使得纳米压印时,sio2膜层位于金属膜层和纳米压印胶之间,使纳米压印胶的粘附性增加,明显改善了基片表面的脱胶现象。同时在后续的刻蚀工艺中,金属膜层表面增镀的sio2膜能充当硬掩模,提高刻蚀比;利用rie去掉增镀的sio2层,不影响图形结构的转移,提升母版图形结构的复制质量。而且经过多次实验均验证了上述技术方案粘附性优越、无脱胶、图形结构质量高的重复性。
4、上述技术方案中,所述sio2膜层厚度为5-12nm。
5、优选的,所述sio2膜层厚度为7-10nm。
6、最优选的,所述sio2膜层厚度为7或10nm。
7、上述技术方案中,所述基片可采用石英基片、硅基基片。
8、优选的,所述基片采用石英基片。
9、上述技术方案中,基片通常的尺寸均可以用于本发明技术方案制备本发明子版基片。
10、所述基片尺寸为2-10寸。
11、优选所述基片尺寸为2寸或4寸。
12、上述技术方案中,所述金属膜层为铬膜、铝膜、钛膜、金膜、镍膜,以下简称为cr膜、al膜、ti膜、au膜、ni膜。
13、优选的,所述金属膜层为cr膜。
14、上述技术方案中,所述金属膜层厚度为20-50nm;
15、优选的,所述金属膜层厚度为40nm。
16、本发明所解决的第二个技术问题是提供上述纳米压印子版基片的制备方法,包括如下步骤:
17、a、在基片上镀金属膜层;
18、b、在金属膜层上增镀sio2膜层,得子版基片。
19、上述技术方案中,步骤b采用磁控溅射法、pecvd法或电子束沉积法增镀sio2膜层;
20、优选的,步骤b采用磁控溅射法增镀sio2膜层;
21、进一步优选的,步骤b采用磁控溅射法增镀sio2膜层的控制参数为:腔压0.3-0.5pa、功率130-170w、时间102-110s;
22、最优选的,步骤b采用磁控溅射法增镀sio2膜层的控制参数为:腔压0.4pa、功率150w、时间107s。
23、本发明所解决的第三个技术问题是采用前述子版基片用于纳米压印方法,包括如下步骤:
24、a、在基片上镀金属膜层;
25、b、在金属膜层上增镀sio2膜层,得子版基片;
26、c、在步骤b所得子版基片涂胶、压印、曝光、脱模。
27、上述技术方案中,所述步骤c涂胶采用旋转涂胶方式,在子版基片上旋涂增粘剂,后旋涂异丙醇对增粘剂层做减薄,烘烤备用。
28、其中,所述压印胶旋涂转速为至少5000rpm;
29、优选的,所述步骤c旋转涂胶方式的压印胶旋涂转速为5000 -6000rpm;
30、所述步骤c旋转涂胶方式的压印胶旋涂时间为50-70s;
31、优选的,所述步骤c旋转涂胶方式的压印胶旋涂时间为60s;
32、所述步骤c烘烤的温度为110-120℃;
33、优选的,步骤c烘烤的温度为115℃;
34、所述步骤c烘烤的时间为2-4min;
35、优选的,所述步骤c烘烤的时间为3min。
36、本发明的有益效果:本发明通过在金属膜层上增镀了一层厚度均匀的sio2膜层,sio2膜层位于金属膜层和纳米压印胶之间,使纳米压印胶的粘附性增加,明显改善了基片表面的脱胶现象。同时在后续的刻蚀工艺中,金属膜层表面增镀的sio2膜能充当硬掩模,提高刻蚀比;利用rie去掉增镀的sio2层,不影响图形结构的转移,提升母版图形结构的复制质量,为公众提供了一种全新的纳米压印技术,保留了纳米压印本身的超高分辨率、高产量、高保真度、低成本的优点,还克服了现有纳米压印脱胶的技术难题。
1.纳米压印子版基片,包括基片,基片上镀金属膜层,其特征在于:金属膜层上镀sio2膜层。
2.根据权利要求1所述的纳米压印子版基片,其特征在于:所述sio2膜层厚度为5-12nm;
3.根据权利要求1所述的纳米压印子版基片,其特征在于:所述基片包括石英基片、硅基基片;
4.根据权利要求1所述的纳米压印子版基片,其特征在于:所述基片尺寸为2-10寸;
5.根据权利要求1所述的纳米压印子版基片,其特征在于:所述金属膜层为cr膜、al膜、ti膜、au膜、ni膜;
6.根据权利要求1所述的纳米压印子版基片,其特征在于:所述金属膜层厚度为20-50nm;
7.纳米压印子版基片的制备方法,包括如下步骤:
8.根据权利要求7所述的纳米压印子版基片的制备方法,其特征在于:步骤b采用磁控溅射法、pecvd法或电子束沉积法增镀sio2膜层;
9.纳米压印方法,其特征在于:包括如下步骤:
10.根据权利要求9所述的纳米压印方法,其特征在于:至少满足以下任意一项: