[发明专利]具有纳米微结构基板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有纳米微结构基板的制备方法。

背景技术

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。具有所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。

为了适应集成电路技术的迅猛发展，在现有的光学光刻技术上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，深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，但工艺繁杂、造价昂贵的光刻系统，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 25 nm vias and trenches in polymers. Appl. Phys. Lett., 1995, 67(21): 3114-3116）。所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，和光干扰等限制条件，以实现更高的分辨率。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，纳米压印技术对聚合物抗蚀剂具有较高的要求，即该聚合物抗蚀剂应为热塑型或光固化型，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200oC）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105oC）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。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种工艺简单，成本低廉，且不会对基底表面造成污染的具有纳米微结构基板的制备方法。

一种具有纳米微结构基板的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，该基底具有一支持外延层生长的外延生长面；在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层；在基底的外延生长面垂直生长外延层，所述外延层为由碳纳米管层中的碳纳米管间隔的非连续性的外延层；以及，去除所述碳纳米管层，得到表面具有纳米微结构的基板。

一种具有纳米微结构基板的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，该基底具有一支持外延层生长的外延生长面；在所述基底的外延生长面设置第一碳纳米管层；在基底的外延生长面生长一连续的第一外延层并覆盖第一碳纳米管层；在所述连续的第一外延层表面设置第二碳纳米管层；在所述连续的第一外延层表面垂直生长一第二外延层，所述第二外延层为由碳纳米管层中的碳纳米管间隔的非连续性的外延层；以及去除所述连续的第一外延层表面设置的所述第一碳纳米管层，得到一具有纳米微结构基板。