專(zhuān)利名稱(chēng)：一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法
一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于集成電路和微納電子機(jī)械系統(tǒng)加工領(lǐng)域，尤其涉及一種微納電子工藝中的納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移及制作方法。
背景技術(shù)：
納米科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的前沿，而納米制造就是將納米科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榍把刂圃旒夹g(shù)。目前主要的納米圖形轉(zhuǎn)移及制作方法主要有納米壓印、LIGA技術(shù)和電子束光刻等， 納米壓印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大面積高精度的模板結(jié)構(gòu)復(fù)制，然而其產(chǎn)能和對(duì)準(zhǔn)能力受到限制， 而且壓印過(guò)程中所需的高壓力很容易造成模板的損傷。電子束光刻的精度足夠，但基于它的掃描曝光原理產(chǎn)能低。步進(jìn)式光刻機(jī)目前可以滿足精度和產(chǎn)能兩方面的需求，然而其成本昂貴，同時(shí)，普通光刻設(shè)備又不能對(duì)納米尺度結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻。美國(guó)麻省理工學(xué)院納米空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Chih-Hao Chang等人提出了多級(jí)干涉光刻的方法制備線寬為50nm的納米結(jié)構(gòu)(Fabrication of 50nm period gratings with multilevel interference lithography)，然而其方法需要配備額外的光路系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度和加工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有納米結(jié)構(gòu)制作方法的成本高、效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，基于普通光刻實(shí)現(xiàn)納米級(jí)結(jié)構(gòu)尺寸的圖形轉(zhuǎn)換的制作方法，具有幅面大、效率高、成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，包括如下步驟步驟1 標(biāo)準(zhǔn)清洗玻璃基底片1，在潔凈的玻璃基底片1正面濺射金屬2，并在金屬 2上旋涂光刻膠3。步驟2 以線寬為A結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，在正面旋涂光刻膠3的玻璃基底片1上進(jìn)行曝光，顯影，此時(shí)線寬為A結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底片1正面的光刻膠3上；繼續(xù)以光刻膠3為掩膜刻蝕金屬2，最后去除光刻膠3。步驟3 在去除光刻膠3的玻璃基底片1上噴涂第二層光刻膠3，保證金屬2表面光刻膠3的均勻性。步驟4 再以步驟2中使用的線寬為A結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻對(duì)準(zhǔn)，使得該對(duì)準(zhǔn)與步驟2中的光刻對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)開(kāi)距離B，將玻璃基底片1上的A線寬的 B部分進(jìn)行曝光，顯影，將玻璃基底片1上的(A-B)線寬的結(jié)構(gòu)部分被光刻膠3保護(hù)，其中 A彡1 μ m，A-B彡365nm, 365nm為普通光刻機(jī)光源波長(zhǎng)。步驟5 以光刻膠3為掩膜，刻蝕金屬2，將暴露部分的金屬2刻蝕干凈。步驟6 去除光刻膠3，玻璃基底片上的金屬結(jié)構(gòu)的線寬變?yōu)?A-B)，至此，納米結(jié)構(gòu)制作完成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明以光刻膠作為掩膜，基于普通光刻機(jī)在一次套刻的工藝條件下，對(duì)微米級(jí)線條進(jìn)行部分曝光，刻蝕金屬，將微米級(jí)線條變?yōu)榧{米級(jí)線條，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)結(jié)構(gòu)尺寸的圖形轉(zhuǎn)換，他將廣泛應(yīng)用于MEMS和集成電路工藝中，使納米器件工藝簡(jiǎn)化，降低成本。


圖1是本發(fā)明提出的納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法流程2是實(shí)施例中最終制作出的線寬為0. 5 μ m金屬Cr線條結(jié)構(gòu)示意中1-玻璃基底片，2-金屬，3-光刻膠具體實(shí)施方法本實(shí)施例中給出了一種如圖2所示的柵條狀納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，具體包括如下步驟步驟1 選用厚度200μπι雙面拋光玻璃基底片1，在溫度為120°C，體積比為4 1 的98%濃硫酸和30%過(guò)氧化氫溶液中沸煮30分鐘，然后分別放在溫度為75°C，體積比為 1:1: 5的觀％氨水，30%過(guò)氧化氫和水的堿性過(guò)氧化氫溶液，和溫度為75°C，體積比為 1:1: 5的36%鹽酸、30%過(guò)氧化氫和水的酸性過(guò)氧化氫溶液中，各浸泡10分鐘，最后用去離子水將玻璃基底片1沖洗干凈并烘干，完成標(biāo)準(zhǔn)清洗。在玻璃基底片1正面濺射厚度為50nm的金屬2，本實(shí)施例中，金屬2材料為Cr，并在金屬Cr上旋涂厚度為200nm的光刻膠3，如圖1(a)所示。步驟2 以線寬為1 μ m柵條結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，在旋涂厚度為200nm的光刻膠 3的玻璃基底片1上采用SUSS MA6光刻機(jī)進(jìn)行曝光，顯影，此時(shí)線寬為1 μ m的柵條結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底片1的正面。并以光刻膠3為掩膜在溫度為20°C、體積比為1 1的 9% (NH4)2Ce (NO3)6)和6% HClO4溶液中刻蝕金屬Cr，如圖1(b)所示。步驟3 在去除光刻膠3的玻璃基底片1上噴涂厚度為200nm的光刻膠3，保證金屬Cr表面光刻膠3的均勻性，如圖1(c)所示。步驟4 再以線寬為Ιμπι柵條結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻對(duì)準(zhǔn)， 將玻璃基底片1上的線寬為1 μ m的柵條結(jié)構(gòu)的一半在SUSS MA6光刻機(jī)上進(jìn)行曝光，顯影； 這樣，玻璃基底片1上的線寬為1 μ m的柵條結(jié)構(gòu)的一半被光刻膠3保護(hù)，其余部分暴露，如圖1(d)所示。步驟5 以光刻膠3為掩膜，在溫度為20°C、體積比為1 1的9% (NH4)2Ce (NO3)6) 和6 % HClO4溶液中刻蝕，將暴露部分的金屬Cr刻蝕干凈，而被光刻膠3保護(hù)部分的金屬Cr 作為結(jié)構(gòu)保留下來(lái)，如圖1(e)所示。步驟6 在溫度為120°C，，體積比為4 1的98%濃硫酸和30%過(guò)氧化氫溶液中沸煮30分鐘，去除光刻膠3，玻璃基底片上的金屬Cr柵條結(jié)構(gòu)的線寬變?yōu)?. 5 μ m，至此，本實(shí)施例中的柵條狀納米結(jié)構(gòu)的制作完成，如圖1(f)所示。
權(quán)利要求
1.一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，包括如下步驟步驟1 標(biāo)準(zhǔn)清洗玻璃基底片(1)，在潔凈的玻璃基底片(1)正面濺射金屬0)，并在金屬⑵上旋涂光刻膠⑶；步驟2 以線寬為A結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，在正面旋涂光刻膠(3)的玻璃基底片(1)上進(jìn)行曝光，顯影，此時(shí)線寬為A結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底片(1)正面的光刻膠(3)上；繼續(xù)以光刻膠( 為掩膜刻蝕金屬O)，最后去除光刻膠(3)；步驟3:在去除光刻膠(3)的玻璃基底片(1)上噴涂第二層光刻膠(3)，保證金屬(2) 表面光刻膠(3)的均勻性；步驟4 再以步驟2中使用的線寬為A結(jié)構(gòu)的掩模板為掩膜，通過(guò)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻對(duì)準(zhǔn)，使得該對(duì)準(zhǔn)與步驟2中的光刻對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)開(kāi)距離B，將玻璃基底片(1)上的A線寬的B部分進(jìn)行曝光，顯影，將玻璃基底片(1)上的(A-B)線寬的結(jié)構(gòu)部分被光刻膠(3)保護(hù)； 步驟5:以光刻膠C3)為掩膜，刻蝕金屬O)，將暴露部分的金屬( 刻蝕干凈； 步驟6 去除光刻膠(3)，玻璃基底片上的金屬結(jié)構(gòu)的線寬變?yōu)?A-B)，至此，納米結(jié)構(gòu)制作完成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，其特征在于所述步驟4 中，線寬A彡1 μ m，同時(shí)，A-B彡365nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種納米結(jié)構(gòu)的圖形轉(zhuǎn)移制作方法，屬于集成電路和微納電子機(jī)械系統(tǒng)加工領(lǐng)域。本發(fā)明以光刻膠作為掩膜，基于普通光刻機(jī)在一次套刻的工藝條件下，對(duì)微米級(jí)線條進(jìn)行部分曝光，刻蝕金屬，將微米級(jí)線條變?yōu)榧{米級(jí)線條，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)結(jié)構(gòu)尺寸的圖形轉(zhuǎn)換，他將廣泛應(yīng)用于MEMS和集成電路工藝中，使納米器件工藝簡(jiǎn)化，降低成本。
文檔編號(hào)G03F7/00GK102323716SQ201110190018
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者姜澄宇, 苑偉政, 馬志波 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)