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，自由基引发剂以及有机稀释剂。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，具有良好的流动性，粘度低，且能在较短的时间内聚合，聚合形成的图形有较好的脱模性能，较高的模量，较低的固化收缩率，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。现有的新型光刻系统包括反射式光学 系统和折射式光学系统，通过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。现有的纳米压印技术主要包括热纳米压印(HE-NIL)、紫外纳米压印(UV-NIL)等。 热纳米压印是采用绘有纳米图案的刚性模板，将经过加热后的基底上的抗蚀剂薄膜压印出 纳米级的图案，再通过降温固化所述抗蚀剂，使压印后的纳米图案得以保存，最后，再利用 常规的刻蚀、剥离等加工方法实现纳米图案由模板向基底转移。模板通常采用硅、二氧化 硅、碳化硅、氮化硅等高硬度、高导热率、低膨胀系数、抗腐蚀性强的惰性材料制成。所述基 底为常见的硅片、二氧化硅片，或镀有金属底膜的硅片等。热纳米压印的工艺比较繁杂，条 件要求较严格。紫外纳米压印是采用绘制有纳米图案的刚性模板，将基片上的液态的抗蚀剂薄膜 压印出纳米级图案，再通过紫外光的照射使得抗蚀剂单体聚合物固化，使所述纳米级图案 得以保存，最后再利用常规的刻蚀、剥离等加工方法实现纳米图案由模板向基底转移。与 热纳米压印相比，紫外纳米压印抗蚀剂在常温下有较好的流动性，不需要在高温、高压的条件，便可以得到纳米级的图形，且该方法成本较低。现有技术中，紫外纳米压印的抗蚀剂主 要有硅橡胶系列，环氧树脂系列，丙烯酸酯系列以及聚苯乙烯系列等。然而，现有技术中的紫外纳米压印抗蚀剂的力学稳定性较低，与模板的粘附性强， 固化速度慢，难以脱模，得到的纳米图形不够规整，分辨率较低。而且采用现有的纳米压印 抗蚀剂的紫外纳米压印方法，为了提高纳米图形的分辨率，常常需要对模板进行预处理，如 采用酸处理模板。这种模板的预处理过程繁杂，增加了紫外纳米压印的工艺复杂度，以及成 本。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种固化速度快、力学稳定性好纳米压印抗蚀剂，以及采 用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法。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、自由基引发剂以及有机稀释剂。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；以及将所述压印抗蚀层上的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表面接触；挤压所述模板及基底；紫外固化所述纳米压印抗蚀剂； 脱模，在所述基底上形成由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，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，所述纳米压印方法，其在常温下就可以完成，且模板无须预处理，使得该方法工艺 简单，成本较低。附图说明图1是本专利技术提供的纳米压印方法第一实施例的流程图。图2是本专利技术提供的纳米压印方法第一实施例的工艺流程示意图。图3是本专利技术提供的纳米压印方法第二实施例的流程图。图4是本专利技术提供的纳米压印方法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5物，全氟基聚乙醚，自由基引发剂，甲基丙烯酸甲酯以及有机稀释剂。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%，所述自由基引发剂的质量百分比含量为0. 2%。所述全氟基聚乙醚的化学结构式为 其中，m η = 0. 6 1其中，所述高支化低聚物由环氧丙烯酸功能团、乙二醇功能团和1-羟基环已基苯 基甲酮功能团改性的偏苯三酸酐功能团组成。具体地，所述高支化低聚物可以经由偏苯三 酸酐、乙二硫醇与环氧丙烯酸共聚而成，还可以经由乙二醇与环氧丙烯酸开环共聚而成。本 实施例中，所述高支化低聚物为乙二醇与环氧丙烯酸开环共聚而成。所述自由基引发剂为光引发剂，该光引发剂的作用为使得所述纳米压印抗蚀剂中 高支化低聚物、全氟基聚乙醚以及甲基丙烯酸甲酯组分在紫外光照的条件下实现交联固 化。本实施例中，该光引发剂可以是工艺名为1173，184，TPO等的光引发剂。以184为例，其化学结构式为 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，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。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，自由基引发剂以及有机稀释剂。

【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]