專利名稱：基于x射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印模板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體學(xué)中的微細(xì)加工領(lǐng)域，特別是一種基于x射線
曝光技術(shù)制作透光納米壓印模板的方法。
背景技術(shù)：
電子束光刻是制作納米壓印模板的常用方法，具有分辨率高，特 征尺寸小的特點(diǎn)。但是電子束光刻需要在導(dǎo)電的襯底上進(jìn)行，通常的 壓印模板是使用硅作為襯底材料。由于硅襯底不透明，所以采用硅襯 底的納米壓印工藝通常無法精確對(duì)位，無法進(jìn)行紫外固化納米壓印。 同時(shí)采用石英襯底進(jìn)行電子束光刻需要增加導(dǎo)電層，工藝復(fù)雜，分辨
率不高。
發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于x射線曝光技術(shù)
制作透光納米壓印模板的方法，以解決無法在不導(dǎo)電的襯底上電子束 光刻得到高分辨率圖形的問題，實(shí)現(xiàn)紫外固化納米壓印。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于x射線曝光技術(shù)制作透
光納米壓印模板的方法，該方法包括
步驟l:采用電子束光刻、電鍍?cè)谧灾伪∧ど现谱骷{米圖形； 步驟2:在石英基片上旋涂光刻膠；
步驟3:通過X射線曝光將納米圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上； 步驟4:顯影，去殘膠；
步驟5:電子束蒸發(fā)、剝離金屬作為反應(yīng)離子刻蝕的阻擋層；步驟6:反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形； 步驟7:去除金屬阻擋層，完成透光納米壓印模板的制作。 優(yōu)選地，所述步驟1包括采用電子束光刻形成膠圖形后，通過 電鍍金屬，形成X射線曝光所需的阻擋層，阻擋層的厚度為300至
500nm。
優(yōu)選地，步驟2中所述在石英基片上旋涂光刻膠，需要考慮光刻 膠與石英之間的粘附性，在石英上首先涂敷增粘劑，再涂敷光刻膠。
優(yōu)選地，步驟3中所述X射線曝光光源為同步輻射光源，自支撐 的X射線曝光模版作為光刻版，進(jìn)行曝光。
優(yōu)選地，步驟4中所述顯影步驟之后，進(jìn)一步使用反應(yīng)離子刻蝕 方法去除殘膠，防止電子束蒸發(fā)、剝離金屬時(shí)形成缺陷。
優(yōu)選地，步驟5中所述采用電子束蒸發(fā)金屬之后，進(jìn)一步采用剝 離工藝去除金屬，形成金屬的納米圖形。
優(yōu)選地，步驟6中所述反應(yīng)離子刻蝕石英采用金屬層作為阻擋層， 反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形。
優(yōu)選地，步驟7中所述去除金屬阻擋層，使用金屬腐蝕液，形成 最終的石英透明納米壓印模板。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下效果 本發(fā)明通過采用X射線曝光技術(shù)，通過X射線曝光，將納米圖形 轉(zhuǎn)移到不導(dǎo)電的石英襯底上，從而解決了無法在不導(dǎo)電的襯底上電子 束光刻得到高分辨率圖形的問題。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了透光納米壓印 模板，為納米壓印提供了方便的對(duì)準(zhǔn)手段，使紫外固化納米壓印成為 可能。
圖1為本發(fā)明提供的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印模板 的方法流程圖2-1至圖2-8是與圖1中各步驟對(duì)應(yīng)的工藝流程圖；圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實(shí)施例制作X射線曝光掩膜的工藝 流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具 體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的這種制作透明納米壓印模板的方法，透明納米壓印
模板是由電子束光刻制成納米x射線曝光模版，通過x射線曝光，將
納米圖形轉(zhuǎn)移到不導(dǎo)電的石英作為襯底的光刻膠上，顯影后通過蒸發(fā) 金屬、剝離工藝，得到石英襯底上的金屬納米圖形，將金屬作為阻擋 層使用反應(yīng)離子刻蝕石英，得到石英上的納米圖形，去除金屬完成透 光納米壓印模板的制作。
如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的制作透明納米壓印模板的方法
流程圖，該方法包括以下步驟
步驟101:采用電子束光刻、電鍍?cè)谧灾伪∧ど现谱骷{米圖形； 步驟102:在石英基片上旋涂光刻膠；
步驟103:通過X射線曝光將納米圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上； 步驟104:顯影，去殘膠；
步驟105:電子束蒸發(fā)、剝離金屬作為反應(yīng)離子刻蝕的阻擋層； 步驟106:反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形； 步驟107:去除金屬阻擋層，完成透光納米壓印模板的制作。 上述步驟101中，在自支撐膜上采用電子束光刻形成膠圖形后，
通過電鍍金屬，形成X射線曝光所需的阻擋層，阻擋層的厚度為300
至500nm。
上述步驟102中，旋涂的光刻膠厚度大于200nm，以滿足剝離金 屬是能夠順利的剝掉。在石英基片上旋涂光刻膠時(shí)，需要考慮光刻膠 與石英之間的粘附性，在石英上首先涂敷增粘劑，再涂敷光刻膠。
上述步驟103中，X射線曝光在采用的是同步輻射光源，接觸式 曝光，曝光真空度好于5xlO—Pa。所述X射線曝光光源為同步輻射光 源，自支撐的X射線曝光模版作為光刻版，進(jìn)行曝光。上述步驟104中，所述顯影步驟之后，進(jìn)一步使用反應(yīng)離子刻蝕 方法去除殘膠，防止電子束蒸發(fā)、剝離金屬時(shí)形成缺陷。
上述步驟105中，采用電子束蒸發(fā)，蒸發(fā)的金屬厚度小于膠厚度 的1/3，以保證順利剝離。在采用電子束蒸發(fā)金屬之后，進(jìn)一步釆用剝
離工藝去除金屬，形成金屬的納米圖形。
上述步驟106中，采用SF6、 CHF3作為反應(yīng)氣體，采用金屬層作 為阻擋層，反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形。
上述步驟107中，所述去除金屬阻擋層，使用金屬腐蝕液，形成 最終的石英透明納米壓印模板。
圖2-1至圖2-8是與圖1中各步驟對(duì)應(yīng)的工藝流程圖，具體包括 如圖2-1所示，采用電子束光刻、電鍍?cè)谧灾伪∧ど现谱骷{米 圖形201。
如圖2-2所示，在石英襯底202上涂敷增粘劑和X射線光刻膠203 。 如圖2-3所示，通過X射線曝光將納米圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠203上。 如圖2-4所示，顯影，去殘膠。 如圖2-5所示，電子束蒸發(fā)金屬204。 如圖2-6所示，剝離金屬204。
如圖2-7所示，反應(yīng)離子刻蝕石英202，形成石英上的納米圖形。 如圖2-8所示，去除金屬阻擋層204，完成透光納米壓印模板的制作。
圖3-1至圖3-8是依照本發(fā)明實(shí)施例制作X射線曝光掩膜的工藝 流程圖，具體包括
如圖3-l所示，采用電子束光刻膠PMMA、電鍍金在聚酰亞胺自 支撐薄膜上制作納米圖形301。
如圖3-2所示，在石英襯底302上涂敷增粘劑和X射線光刻膠 PMMA303。
如圖3-3所示，使用同步輻射X射線光源曝光將納米圖形轉(zhuǎn)移到 光刻膠PMMA303上。如圖3-4所示，使用MIBK/IPA=l/3的顯影液顯影，使用氧等離子 體去除殘膠。
如圖3-5所示，電子束蒸發(fā)40nm的金屬Cr304。 如圖3-6所示，使用丙酮?jiǎng)冸x金屬304。
如圖3-7所示，使用SF6、 CHF3反應(yīng)離子刻蝕石英302，形成石英 上的納米圖形。
如圖3-8所示，使用去Cr液去除金屬阻擋層304，完成透光納米 壓印模板的制作。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果 進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體 實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印模板的方法，其特征在于，該方法包括步驟1采用電子束光刻、電鍍?cè)谧灾伪∧ど现谱骷{米圖形；步驟2在石英基片上旋涂光刻膠；步驟3通過X射線曝光將納米圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上；步驟4顯影，去殘膠；步驟5電子束蒸發(fā)、剝離金屬作為反應(yīng)離子刻蝕的阻擋層；步驟6反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形；步驟7去除金屬阻擋層，完成透光納米壓印模板的制作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，所述步驟l包括-采用電子束光刻形成膠圖形后，通過電鍍金屬，形成X射線曝光 所需的阻擋層，阻擋層的厚度為300至500nm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟2中所述在石英基片上旋涂光刻膠， 需要考慮光刻膠與石英之間的粘附性，在石英上首先涂敷增粘劑，再 涂敷光刻膠。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟3中所述X射線曝光光源為同步輻射 光源，自支撐的X射線曝光模版作為光刻版，進(jìn)行曝光。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟4中所述顯影步驟之后，進(jìn)一步使用 反應(yīng)離子刻蝕方法去除殘膠，防止電子束蒸發(fā)、剝離金屬時(shí)形成缺陷。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟5中所述采用電子束蒸發(fā)金屬之后， 進(jìn)一步采用剝離工藝去除金屬，形成金屬的納米圖形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟6中所述反應(yīng)離子刻蝕石英采用金屬層作為阻擋層，反應(yīng)離子刻蝕石英，形成石英上的納米圖形。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印 模板的方法，其特征在于，步驟7中所述去除金屬阻擋層，使用金屬 腐蝕液，形成最終的石英透明納米壓印模板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于X射線曝光技術(shù)制作透光納米壓印模板的方法，透明納米壓印模板是由電子束光刻制成納米X射線曝光模版，該方法通過X射線曝光，將納米圖形轉(zhuǎn)移到不導(dǎo)電的石英作為襯底的光刻膠上，顯影后通過蒸發(fā)金屬、剝離工藝，得到石英襯底上的金屬納米圖形，將金屬作為阻擋層使用反應(yīng)離子刻蝕石英，得到石英上的納米圖形，去除金屬完成透光納米壓印模板的制作。本發(fā)明解決了無法在不導(dǎo)電的襯底上電子束光刻得到高分辨率圖形的問題。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了透光納米壓印模板，為納米壓印提供了方便的對(duì)準(zhǔn)手段，使紫外固化納米壓印成為可能。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101520600SQ20081010095
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者明 劉, 劉興華, 徐德鈺, 朱效立, 謝常青 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所