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基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法

阅读:1011发布:2020-08-27

专利汇可以提供基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 X射线 曝光技术制作透光纳米压印模板的方法,透明纳米压印模板是由 电子 束 光刻 制成纳米X射线曝光 模版 ,该方法通过X射线曝光,将纳米图形转移到不导电的 石英 作为衬底的 光刻胶 上,显影后通过 蒸发 金属、剥离工艺,得到石英衬底上的金属纳米图形,将金属作为阻挡层使用反应离子 刻蚀 石英,得到石英上的纳米图形,去除金属完成透光纳米压印模板的制作。本发明解决了无法在不导电的衬底上电子束光刻得到高 分辨率 图形的问题。同时,本发明实现了透光纳米压印模板,为纳米压印提供了方便的对准手段,使紫外 固化 纳米压印成为可能。,下面是基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法专利的具体信息内容。

1、一种基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法,其特征在于,该方法包括:步骤1:采用电子光刻、电在自支撑薄膜上制作纳米图形;步骤2:在石英基片上旋涂光刻胶;步骤3:通过X射线曝光将纳米图形转移到光刻胶上;步骤4:显影,去残胶;步骤5:电子束蒸发、剥离金属作为反应离子刻蚀的阻挡层;步骤6:反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形;步骤7:去除金属阻挡层,完成透光纳米压印模板的制作。
2、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,所述步骤l包括-采用电子束光刻形成胶图形后,通过电镀金属,形成X射线曝光 所需的阻挡层,阻挡层的厚度为300至500nm。
3、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤2中所述在石英基片上旋涂光刻胶, 需要考虑光刻胶与石英之间的粘附性,在石英上首先涂敷增粘剂,再 涂敷光刻胶。
4、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤3中所述X射线曝光光源为同步辐射 光源,自支撑的X射线曝光模版作为光刻版,进行曝光。
5、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤4中所述显影步骤之后,进一步使用 反应离子刻蚀方法去除残胶,防止电子束蒸发、剥离金属时形成缺陷
6、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤5中所述采用电子束蒸发金属之后, 进一步采用剥离工艺去除金属,形成金属的纳米图形。
7、 根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤6中所述反应离子刻蚀石英采用金属层作为阻挡层,反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形。
8、根据权利要求1所述的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印 模板的方法,其特征在于,步骤7中所述去除金属阻挡层,使用金属 腐蚀液,形成最终的石英透明纳米压印模板。

说明书全文

基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法

技术领域

发明涉及半导体学中的微细加工领域,特别是一种基于x射线
曝光技术制作透光纳米压印模板的方法。 背景技术
电子光刻是制作纳米压印模板的常用方法,具有分辨率高,特 征尺寸小的特点。但是电子束光刻需要在导电的衬底上进行,通常的 压印模板是使用作为衬底材料。由于硅衬底不透明,所以采用硅衬 底的纳米压印工艺通常无法精确对位,无法进行紫外固化纳米压印。 同时采用石英衬底进行电子束光刻需要增加导电层,工艺复杂,分辨
率不高。

发明内容

(一) 要解决的技术问题
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种基于x射线曝光技术
制作透光纳米压印模板的方法,以解决无法在不导电的衬底上电子束 光刻得到高分辨率图形的问题,实现紫外固化纳米压印。
(二) 技术方案
为达到上述目的,本发明提供了一种基于x射线曝光技术制作透
光纳米压印模板的方法,该方法包括:
步骤l:采用电子束光刻、电在自支撑薄膜上制作纳米图形; 步骤2:在石英基片上旋涂光刻胶
步骤3:通过X射线曝光将纳米图形转移到光刻胶上; 步骤4:显影,去残胶;
步骤5:电子束蒸发、剥离金属作为反应离子刻蚀的阻挡层;步骤6:反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形; 步骤7:去除金属阻挡层,完成透光纳米压印模板的制作。 优选地,所述步骤1包括:采用电子束光刻形成胶图形后,通过 电镀金属,形成X射线曝光所需的阻挡层,阻挡层的厚度为300至
500nm。
优选地,步骤2中所述在石英基片上旋涂光刻胶,需要考虑光刻 胶与石英之间的粘附性,在石英上首先涂敷增粘剂,再涂敷光刻胶。
优选地,步骤3中所述X射线曝光光源为同步辐射光源,自支撑 的X射线曝光模版作为光刻版,进行曝光。
优选地,步骤4中所述显影步骤之后,进一步使用反应离子刻蚀 方法去除残胶,防止电子束蒸发、剥离金属时形成缺陷
优选地,步骤5中所述采用电子束蒸发金属之后,进一步采用剥 离工艺去除金属,形成金属的纳米图形。
优选地,步骤6中所述反应离子刻蚀石英采用金属层作为阻挡层, 反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形。
优选地,步骤7中所述去除金属阻挡层,使用金属腐蚀液,形成 最终的石英透明纳米压印模板。
(三)有益效果 从上述技术方案可以看出,本发明具有以下效果: 本发明通过采用X射线曝光技术,通过X射线曝光,将纳米图形 转移到不导电的石英衬底上,从而解决了无法在不导电的衬底上电子 束光刻得到高分辨率图形的问题。同时,本发明实现了透光纳米压印 模板,为纳米压印提供了方便的对准手段,使紫外固化纳米压印成为 可能。
附图说明
图1为本发明提供的基于X射线曝光技术制作透光纳米压印模板 的方法流程图
图2-1至图2-8是与图1中各步骤对应的工艺流程图;图3-1至图3-8是依照本发明实施例制作X射线曝光掩膜的工艺 流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具 体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
本发明提供的这种制作透明纳米压印模板的方法,透明纳米压印
模板是由电子束光刻制成纳米x射线曝光模版,通过x射线曝光,将
纳米图形转移到不导电的石英作为衬底的光刻胶上,显影后通过蒸发 金属、剥离工艺,得到石英衬底上的金属纳米图形,将金属作为阻挡 层使用反应离子刻蚀石英,得到石英上的纳米图形,去除金属完成透 光纳米压印模板的制作。
如图1所示,图1是本发明提供的制作透明纳米压印模板的方法
流程图,该方法包括以下步骤:
步骤101:采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作纳米图形; 步骤102:在石英基片上旋涂光刻胶;
步骤103:通过X射线曝光将纳米图形转移到光刻胶上; 步骤104:显影,去残胶;
步骤105:电子束蒸发、剥离金属作为反应离子刻蚀的阻挡层; 步骤106:反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形; 步骤107:去除金属阻挡层,完成透光纳米压印模板的制作。 上述步骤101中,在自支撑膜上采用电子束光刻形成胶图形后,
通过电镀金属,形成X射线曝光所需的阻挡层,阻挡层的厚度为300
至500nm。
上述步骤102中,旋涂的光刻胶厚度大于200nm,以满足剥离金 属是能够顺利的剥掉。在石英基片上旋涂光刻胶时,需要考虑光刻胶 与石英之间的粘附性,在石英上首先涂敷增粘剂,再涂敷光刻胶。
上述步骤103中,X射线曝光在采用的是同步辐射光源,接触式 曝光,曝光真空度好于5xlO—Pa。所述X射线曝光光源为同步辐射光 源,自支撑的X射线曝光模版作为光刻版,进行曝光。上述步骤104中,所述显影步骤之后,进一步使用反应离子刻蚀 方法去除残胶,防止电子束蒸发、剥离金属时形成缺陷。
上述步骤105中,采用电子束蒸发,蒸发的金属厚度小于胶厚度 的1/3,以保证顺利剥离。在采用电子束蒸发金属之后,进一步釆用剥
离工艺去除金属,形成金属的纳米图形。
上述步骤106中,采用SF6、 CHF3作为反应气体,采用金属层作 为阻挡层,反应离子刻蚀石英,形成石英上的纳米图形。
上述步骤107中,所述去除金属阻挡层,使用金属腐蚀液,形成 最终的石英透明纳米压印模板。
图2-1至图2-8是与图1中各步骤对应的工艺流程图,具体包括: 如图2-1所示,采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作纳米 图形201。
如图2-2所示,在石英衬底202上涂敷增粘剂和X射线光刻胶203 。 如图2-3所示,通过X射线曝光将纳米图形转移到光刻胶203上。 如图2-4所示,显影,去残胶。 如图2-5所示,电子束蒸发金属204。 如图2-6所示,剥离金属204。
如图2-7所示,反应离子刻蚀石英202,形成石英上的纳米图形。 如图2-8所示,去除金属阻挡层204,完成透光纳米压印模板的制作。
图3-1至图3-8是依照本发明实施例制作X射线曝光掩膜的工艺 流程图,具体包括:
如图3-l所示,采用电子束光刻胶PMMA、电镀金在聚酰亚胺自 支撑薄膜上制作纳米图形301。
如图3-2所示,在石英衬底302上涂敷增粘剂和X射线光刻胶 PMMA303。
如图3-3所示,使用同步辐射X射线光源曝光将纳米图形转移到 光刻胶PMMA303上。如图3-4所示,使用MIBK/IPA=l/3的显影液显影,使用等离子 体去除残胶。
如图3-5所示,电子束蒸发40nm的金属Cr304。 如图3-6所示,使用丙剥离金属304。
如图3-7所示,使用SF6、 CHF3反应离子刻蚀石英302,形成石英 上的纳米图形。
如图3-8所示,使用去Cr液去除金属阻挡层304,完成透光纳米 压印模板的制作。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果 进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体 实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内, 所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围 之内。
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