纳米压印抗蚀剂及采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法技术

本发明专利技术提供一种纳米压印抗蚀剂，该纳米压印抗蚀剂包括以下组分：高支化低聚物，全氟基聚乙醚，甲基丙烯酸甲酯，以及有机稀释剂。本发明专利技术还提供采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法。本发明专利技术提供的纳米压印抗蚀剂，具有热压温度低，有利于脱模的优点。本发明专利技术提供的纳米压印方法工艺简单，成本较低，获得的纳米图形的图保真度好，分辨率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗蚀剂及采用该抗蚀剂的纳米压印方法，尤其涉及一种纳米压印 抗蚀剂及采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法。
技术介绍
在现有技术中，制作各种半导体设备时，常需要制作具有数十纳米到数百纳米的 微细结构的纳米图形。具有上述微细结构的纳米图形的制作方法主要有光或电子束的光刻 方法首先，使用经过掩模或者扫描聚焦的辐射线或者电子束，辐射光致抗蚀剂组合物或掩 膜，上述辐射线或电子束将会改变被曝光区域的抗蚀剂的化学结构；然后，再通过刻蚀的方 法除去被曝光区域或者被曝光区域外的抗蚀剂，从而获得特定的图案。为了适应集成电路技术的迅猛发展，在现有的光学光刻努力突破分辨率极限的同 时，下一代光刻技术在最近几年内获得大量的研究。例如，极紫外光刻技术采用波长13 14nm的光源和精度极高的反射式光学系统，有效降低了折射系统中强烈的光吸收，但整个 光刻系统造价非常昂贵，限制了该技术的应用。上世纪九十年代以来，一种新的纳米图形的制作工艺得到了发展(请参见Chou S Y,Krauss P R,Renstorm P. Imprint of sub 25nm vias and trenches inpolymers. Appl. Phys. Lett. ,1995,67(21) :3114-3116)。上述制作纳米图形的新技术，在本领域中被称作纳 米压印或者纳米压印平板印刷术。纳米压印是指采用绘有纳米图形的模板将基片上的抗蚀 剂(resist)薄膜压印纳米图形，再对基片上的纳米图形进行处理，如刻蚀、剥离等，最终制 成具有纳米结构的图形和半导体器件。以纳米压印技术形成纳米图案的方法，通过采用具 有纳米图形的硬性模板压印抗蚀剂层形成纳米图案，而不需要依赖任何辐射曝光形成。所 以，纳米压印技术可以消除在常规的光刻方法中所必须的限制条件，比如对光的波长的限 制，以及在抗蚀剂和基底内粒子的反向散射，和光干扰。因此，相对于光刻技术，纳米压印技 术具有制作成本低、简单易行、效率高的优点，具有广阔的应用前景。由于纳米压印技术通过机械方式使聚合物抗蚀剂变形，而不是通过改变平板印刷 术的抗蚀剂的化学性能实现。因此，纳米压印技术需要特定的聚合物抗蚀剂，该聚合物抗蚀 剂可以比较容易热塑形变或光固化，且具有良好的成膜性，模量高，保持形变能力，且固化 后容易脱模，使得模板与抗蚀剂分离后，该抗蚀剂仍然可以保留在基底。现有技术中，纳米 压印的抗蚀剂主要有，硅橡胶系列，环氧树脂系列，丙烯酸酯系列，聚苯乙烯系列等。1998年6月30日公告的美国专利5，772，905，公开了一种聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)作为纳米压印抗蚀剂的技术方案，通过将聚甲基丙烯酸甲酯在硅片上旋转浇铸成 膜，再采用热压的方法在基底上形成纳米图形。所公开的纳米压印的方法要求加热纳米压 印抗蚀剂(约200°C )使之产生塑性形变，然后再将纳米压印抗蚀剂冷却(低于PMMA的玻 璃化转变温度Tg，约105°C )固化成型后，除去模板从而形成纳米级图形。但是，由于聚甲基 丙烯酸甲酯的玻璃化转变温度较高，使得该方法中的加热温度过高，使得该纳米压印抗蚀 剂的力学稳定性降低，与模板的粘附性强，难以脱模，得到的图形不平整，使获得的纳米图形的分辨率较低。现有技术中，为了提高纳米图形的分辨率，在压印之前，常常需要对模板 进行预处理，但是模板的预处理过程繁杂，因此提高了纳米压印的工艺复杂度，以及成本， 该方法不利于实际应用。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种纳米压印抗蚀剂，以及采用该纳米压印抗蚀剂的纳 米压印方法。该抗蚀剂不需要过高的温度处理，该方法获得的图形的保真度好，分辨率较尚ο一种纳米压印抗蚀剂，该纳米压印抗蚀剂包括以下组分高支化低聚物，全氟基聚 乙醚，甲基丙烯酸甲酯以及有机稀释剂。一种纳米压印的方法，其包括以下步骤提供一基底，采用所述纳米压印抗蚀剂在 所述基底的一个表面形成一压印抗蚀层；提供一个表面具有纳米图形的模板，并将该模板 表面的纳米图形复制到所述压印抗蚀层，在所述压印抗蚀层形成包括多个凸部及多个凹槽 的纳米图形；以及将所述纳米图形转移至基底，在所述基底表面形成纳米图形。一种纳米压印的方法，其包括以下步骤提供一基底，在该基底的表面依次形成第 一牺牲层以及第二牺牲层；提供一表面具有纳米图形的模板，在该模板具有纳米图形的表 面形成所述纳米压印抗蚀剂；将基底覆盖于模板，使所述基底的第二牺牲层与所述模板形 成有纳米压印抗蚀剂的纳米图形的表面接触；热压所述模板及基底后，脱模，在所述基底上 形成纳米压印抗蚀剂组成的纳米图形；以及通过刻蚀的方法，将所述纳米图形转移至基底， 在所述基底形成纳米图形。与现有技术相比较，所述纳米压印抗蚀剂及纳米压印方法具有以下优点其一， 该纳米压印抗蚀剂包含高支化低聚物，具有较低的玻璃化转变温度，热压过程可以在小于 750C的温度范围内完成，该高支化低聚物固化产生交联，提高了模量，且形变较小。其二，由 于该纳米压印抗蚀剂加入了全氟基聚乙醚，全氟基聚乙醚为低表面能材料，使得该纳米压 印抗蚀剂固化以后粘附性小，在脱模过程中避免了纳米压印抗蚀剂与模板粘连，从而易于 脱模，保证了图形的完整性及辨率。其三，甲基丙烯酸甲酯及有机稀释剂进一步调节了该纳 米压印抗蚀剂的粘滞性及流动性，使得该纳米压印抗蚀剂充分填充到图形中，减少了图形 缺陷的产生，保证了纳米压印的图形的分辨率和保真性。其四，本专利技术提供的纳米压印方 法，其热压温度低，且模板无须预先处理，使得该方法工艺简单，成本低。附图说明图1是本专利技术纳米压印方法的第一实施例的流程图。图2是本专利技术纳米压印方法的第一实施例的工艺流程示意图。图3是本专利技术纳米压印方法的第二实施例的流程图。图4是本专利技术纳米压印方法的第二实施例的工艺流程示意图。具体实施例方式以下将结合附图详细说明本专利技术提供的纳米压印抗蚀剂以及采用该抗蚀剂的纳 米压印方法。本专利技术提供一种纳米压印抗蚀剂，该纳米压印抗蚀剂包括以下组分高支化低聚 物，全氟基聚乙醚，甲基丙烯酸甲酯以及有机稀释剂。所述全氟基聚乙醚的化学通式为m η = 0. 7 1其 所述有机稀释剂为二羟基乙基二甲基乙烯。所述高支化低聚物可以经由偏苯三酸 酐、乙二醇、环氧丙烯酸共聚而成，或者还可以经由乙二硫醇、环氧丙烯酸开环共聚而成。本实施例中，所述高支化低聚物的化学结构式为 ο T 、〕在所述纳米压印抗蚀剂中，所述高支化低聚物的质量百分比含量为50% 60%， 全氟基聚乙醚的质量百分比含量为3% 5%，甲基丙烯酸甲酯的质量百分比含量为5% 10%,所述有机稀释剂的质量百分比含量为25% 35%。本专利技术提供的纳米压印抗蚀剂中，全氟基聚乙醚含氧功能团产生了较低的表面 能，甲基丙烯酸甲酯进一步调节了该纳米压印抗蚀剂的粘滞性和流动性，使得该纳米压印 抗蚀剂在固化以后的形变较小，从而在脱模过程中避免了纳米压印抗蚀剂与模板粘连，使 得模板能够比较容易地从抗蚀剂中分离，从而提高所得纳米图形的分辨率。所述高支化低 聚物具有较低的玻璃化转变温度(Tg)，Tg为15°C 45°C，在采用纳米压印法制备纳米图形 时，热压温度较低，可以在小于75°C时，固化产生交联，高支化低聚物中的苯环产生较高的 模量，对体系的模量提供贡献，且形变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米压印抗蚀剂，其特征在于：该纳米压印抗蚀剂包括以下组分：高支化低聚物，全氟基聚乙醚，甲基丙烯酸甲酯以及有机稀释剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振东，李群庆，张立辉，陈墨，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]