纳米压印模具、制作方法及指纹识别芯片的制作工艺技术

本发明专利技术提供一种纳米压印模具、制作方法及指纹识别芯片的制作工艺，其中，所述纳米压印模具的制作方法，包括：在半导体衬底上依次形成多层厚度可控的半导体膜，并对其中至少一层半导体膜进行高精度的图形化，以通过这些图形化的半导体膜的组合，形成三维立体的所述纳米压印模具。所述纳米压印模具的形状能够通过图形化的半导体膜的精准控制，实现高精度可控的形状。可用以匹配任意指纹识别芯片微镜头以及其他CMOS图像传感器的微镜头。其他CMOS图像传感器的微镜头。其他CMOS图像传感器的微镜头。

【技术实现步骤摘要】
纳米压印模具、制作方法及指纹识别芯片的制作工艺


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体纳米压印模具、制作方法及指纹识别芯片的制作工艺。

技术介绍

[0002]纳米压印光刻技术，实质上是将传统的模具复型原理应用到微观制造领域。
[0003]NIL图型的转移，是通过模具下压导致抗蚀剂流动并填充到模具表面特征图型中；随后增大模具下压载荷，致使抗蚀剂减薄，在抗蚀剂减薄过程中下压载荷恒定；当抗蚀剂减薄到后续工艺允许范围内（设定的留膜厚度），停止模具下压并固化抗蚀剂。
[0004]与传统光刻工艺相比，它不是通过改变抗蚀剂的化学特性而实现抗蚀剂的图形化，而是通过抗蚀剂的受力变形实现其图形化。
[0005]压印光刻技术按照压印面积，可分为步进式压印（Step imprint lithography，SIL）和整片压印；按照压印过程中是否需要加热抗蚀剂，可以分为热压印光刻和常温压印光刻（UV
‑
NIL）；按照压印模具的硬度大小，可以分为软压印光刻和硬压印光刻。
[0006]模具作为压印特征的初始载体，直接决定着压印特征的质量。要实现高质量的压印复型，必须要有高质量的压印模具。不同于传统光学光刻使用的掩模（4X），纳米压印光刻使用的是1X模版，它在模具制作、检查和修复技术面临更大挑战。
[0007]当前，模具的制作已经成为NIL最大的技术瓶颈，而且随着纳米压印光刻研究的日益深入以及应用领域的不断扩大，NIL模具的制造将变得越来越重要，并面临着更加严峻的挑战。
[0008]根据当前国内外各种纳米压印光刻模具制作技术最新研究进展，当前NIL模具面临最主要的挑战是：三维模具、大面积模具和高分辨率模具的制作、模具缺陷的检查和修复。这将是当前和未来几年最迫切需要解决的问题和最主要的研究热点。此外，软模具与硬模具相比，使用软模具能够很好地适应模具和基片之间的平面度公差和平行度误差问题，增大压印区域面积，具有在整个硅片上实现压印的能力，压印力小，易于成形和脱模，并可克服抗蚀剂颗粒缺陷等优点。
[0009]更好的软模具制作工艺也是当前需要重点研究的方向。随着模具制作技术的不断改进和提高，纳米压印光刻的应用也将会越来越广泛。
[0010]随着终端行业的高速发展，生物识别技术越来越受到人们重视，目前，移动终端中都设置有指纹识别装置，通过指纹识别进行解锁、密码设置等诸多操作。更加便捷的生物特征识别技术，例如指纹识别技术的实用化已成为大众所需。
[0011]其中，光学指纹识别装置是采用CIS（CMOS图像传感器）的成像原理，对生物指纹图像进行信号采取，以及最终成像；然后将采取到的成像信息与已经存储的指纹图像信息进行图像对比，从而鉴别生物指纹相关的信息。
[0012]传统技术中，所述挡光层采用半导体材料或者金属层沉积+光刻+刻蚀形成，需要多步工艺；并且制备微镜头的方法是：首先将芯片电路制作完成并且加上钝化层；之后再使
用额外的工艺，利用有机的材料制备平坦化层和制备微镜头。整体上，使用额外的工艺和材料会增加产品成本，延长生产周期，并且制作获得的产品本身质量也会受到更多不可控因素的影响而无法较佳地得到保证。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供一种半导体纳米压印模具及指纹识别芯片的制作工艺，解决传统技术中光学指纹识别装置制作工艺复杂的技术问题。
[0014]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纳米压印模具的制作方法，包括：在半导体衬底上依次形成多层厚度可控的半导体膜，并对其中至少一层半导体膜进行高精度的图形化，以通过这些图形化的半导体膜的组合，形成三维立体的所述纳米压印模具。
[0015]优选地，提供半导体衬底；在所述半导体衬底上通过CVD依次形成第n层半导体膜；利用光刻和刻蚀依次在所述第n层半导体膜中形成第n层半导体图形；所述半导体衬底与所有半导体图形构成凹槽或者凸起，以形成所述纳米压印模具；其中，所述n为自然数。
[0016]优选地，所述半导体膜为二氧化硅、玻璃或硅。
[0017]优选地，所述半导体图形为圆孔或者圆片。
[0018]优选地，形成的凹槽或者凸起为类半球形凹槽或者类半球形凸起。
[0019]优选地，所述类半球形凹槽或者类半球形凸起的最大圆周直径为46μm，深度为7.5μm。
[0020]优选地，第n层半导体图形的边缘覆盖第n
‑
1层半导体图形的边缘或者第n
‑
1层半导体图形的边缘超过第n层半导体图形的边缘。
[0021]优选地，所述半导体图形的厚度为200
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~250
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。
[0022]优选地，n的取值范围为：30≤n≤40。
[0023]优选地，所述光刻和刻蚀的对准精度范围为0.005μm~0.05μm。
[0024]优选地，在所述半导体衬底上通过CVD依次形成第n层半导体膜以后，在利用光刻和刻蚀依次在所述第n层半导体膜中形成第n层半导体图形之前，还包括对所述第n层半导体膜进行化学机械研磨的步骤。
[0025]本专利技术的技术方案还提供一种半导体纳米压印模具，包括：半导体衬底，形成在所述半导体衬底上的n层半导体膜，所述半导体膜中包括半导体图形，所述半导体衬底与所有半导体图形构成凹槽或者凸起，以形成所述纳米压印模具；其中，所述n为自然数。
[0026]优选地，包括：所述半导体膜为二氧化硅。
[0027]优选地，所述半导体图形为圆孔或者圆片。
[0028]优选地，所述凹槽或者凸起类半球形凹槽或者类半球形凸起。
[0029]优选地，所述类半球形凹槽或者类半球形凸起的最大圆周直径为46μm，深度为7.5μm 。
[0030]优选地，第n层半导体图形的边缘覆盖第n
‑
1层半导体图形的边缘或者第n
‑
1层半导体图形的边缘超过第n层半导体图形的边缘。
[0031]优选地，所述半导体图形的厚度为200
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~250
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。
[0032]优选地，n的取值范围为：30≤n≤40。
[0033]本专利技术的技术方案还提供一种指纹识别芯片的制作工艺，包括：提供如上所述的制作方法形成的半导体纳米压印模具；于图像传感器芯片表面覆盖半导体材质层，采用所述半导体纳米压印模具压印形成所述指纹识别芯片的微镜头。
[0034]优选地，所述半导体材质层为环氧树脂类材料或者亚克力材料。
[0035]相对于现有技术，本专利技术的半导体纳米压印模具及指纹识别芯片具有以下有益效果：本专利技术中，所提供的半导体纳米压印模具的制作方法，在半导体衬底上依次形成多层厚度可控的半导体膜，并对其中至少一层半导体膜进行高精度的图形化，以通过这些图形化的半导体膜的组合，形成三维立体的所述纳米压印模具。这过程中，各层膜的材质、厚度、图形、刻蚀速率等皆可通过半导体工艺参数控制和调整，进而可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米压印模具的制作方法，其特征在于，包括：在半导体衬底上依次形成多层厚度可控的半导体膜，并对其中至少一层半导体膜进行高精度的图形化，以通过这些图形化的半导体膜的组合，形成三维立体的所述纳米压印模具。2.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，提供半导体衬底；在所述半导体衬底上通过CVD依次形成第n层半导体膜；利用光刻和刻蚀依次在所述第n层半导体膜中形成第n层半导体图形；所述半导体衬底与所有半导体图形构成凹槽或者凸起，以形成所述纳米压印模具；其中，所述n为自然数。3.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，所述半导体膜为二氧化硅、玻璃或硅。4.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，所述半导体图形为圆孔或者圆片。5.如权利要求2或4所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，形成的凹槽或者凸起为类半球形凹槽或者类半球形凸起。6.如权利要求5所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，所述类半球形凹槽或者类半球形凸起的最大圆周直径为46μm，深度为7.5μm。7.如权利要求1或4所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，第n层半导体图形的边缘覆盖第n
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1层半导体图形的边缘或者第n
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1层半导体图形的边缘超过第n层半导体图形的边缘。8.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，所述半导体图形的厚度为200
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~250
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。9.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，n的取值范围为：30≤n≤40。10.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，所述光刻和刻蚀的对准精度范围为0.005μm~0.05μm。11.如权利要求1所述的纳米压印模具的制作方法，其特征在于，在所述半导体衬底上通过CVD依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜柯，张超，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：