CN102323716A

CN102323716A - 一种纳米结构的图形转移制作方法

Info

Publication number: CN102323716A
Application number: CN 201110190018
Authority: CN
Inventors: 马志波; 姜澄宇; 苑伟政
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种纳米结构的图形转移制作方法，属于集成电路和微纳电子机械系统加工领域。本发明以光刻胶作为掩膜，基于普通光刻机在一次套刻的工艺条件下，对微米级线条进行部分曝光，刻蚀金属，将微米级线条变为纳米级线条，实现纳米级结构尺寸的图形转换，他将广泛应用于MEMS和集成电路工艺中，使纳米器件工艺简化，降低成本。

Description

一种纳米结构的图形转移制作方法

所属领域

本发明属于集成电路和微纳电子机械系统加工领域，尤其涉及一种微纳电子工艺中的纳米结构的图形转移及制作方法。

背景技术

纳米科学是现代科学的前沿，而纳米制造就是将纳米科学的新发现转变为前沿制造技术。目前主要的纳米图形转移及制作方法主要有纳米压印、LIGA技术和电子束光刻等，纳米压印技术可以实现大面积高精度的模板结构复制，然而其产能和对准能力受到限制，而且压印过程中所需的高压力很容易造成模板的损伤。电子束光刻的精度足够，但基于它的扫描曝光原理产能低。步进式光刻机目前可以满足精度和产能两方面的需求，然而其成本昂贵，同时，普通光刻设备又不能对纳米尺度结构进行光刻。

美国麻省理工学院纳米空间技术实验室的Chih-Hao Chang等人提出了多级干涉光刻的方法制备线宽为50nm的纳米结构(Fabrication of 50nm period gratings with multilevel interferencelithography)，然而其方法需要配备额外的光路系统，增加系统的复杂程度和加工成本。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有纳米结构制作方法的成本高、效率低的缺点，本发明提出了一种纳米结构的图形转移制作方法，基于普通光刻实现纳米级结构尺寸的图形转换的制作方法，具有幅面大、效率高、成本低的特点。

本发明的技术方案是：一种纳米结构的图形转移制作方法，包括如下步骤：

步骤1：标准清洗玻璃基底片1，在洁净的玻璃基底片1正面溅射金属2，并在金属2上旋涂光刻胶3。

步骤2：以线宽为A结构的掩模板为掩膜，在正面旋涂光刻胶3的玻璃基底片1上进行曝光，显影，此时线宽为A结构的图形转移到玻璃基底片1正面的光刻胶3上；继续以光刻胶3为掩膜刻蚀金属2，最后去除光刻胶3。

步骤3：在去除光刻胶3的玻璃基底片1上喷涂第二层光刻胶3，保证金属2表面光刻胶3的均匀性。

步骤4：再以步骤2中使用的线宽为A结构的掩模板为掩膜，通过对准标记进行套刻对准，使得该对准与步骤2中的光刻对准错开距离B，将玻璃基底片1上的A线宽的B部分进行曝光，显影，将玻璃基底片1上的(A-B)线宽的结构部分被光刻胶3保护，其中A≥1μm，A-B≥365nm，365nm为普通光刻机光源波长。

步骤5：以光刻胶3为掩膜，刻蚀金属2，将暴露部分的金属2刻蚀干净。

步骤6：去除光刻胶3，玻璃基底片上的金属结构的线宽变为(A-B)，至此，纳米结构制作完成。

本发明的有益效果是：本发明以光刻胶作为掩膜，基于普通光刻机在一次套刻的工艺条件下，对微米级线条进行部分曝光，刻蚀金属，将微米级线条变为纳米级线条，实现纳米级结构尺寸的图形转换，他将广泛应用于MEMS和集成电路工艺中，使纳米器件工艺简化，降低成本。

附图说明

图1是本发明提出的纳米结构的图形转移制作方法流程图

图2是实施例中最终制作出的线宽为0.5μm金属Cr线条结构示意图

图中：1-玻璃基底片，2-金属，3-光刻胶

具体实施方法

本实施例中给出了一种如图2所示的栅条状纳米结构的图形转移制作方法，具体包括如下步骤：

步骤1：选用厚度200μm双面抛光玻璃基底片1，在温度为120℃，体积比为4∶1的98％浓硫酸和30％过氧化氢溶液中沸煮30分钟，然后分别放在温度为75℃，体积比为1∶1∶5的28％氨水，30％过氧化氢和水的碱性过氧化氢溶液，和温度为75℃，体积比为1∶1∶5的36％盐酸、30％过氧化氢和水的酸性过氧化氢溶液中，各浸泡10分钟，最后用去离子水将玻璃基底片1冲洗干净并烘干，完成标准清洗。在玻璃基底片1正面溅射厚度为50nm的金属2，本实施例中，金属2材料为Cr，并在金属Cr上旋涂厚度为200nm的光刻胶3，如图1(a)所示。

步骤2：以线宽为1μm栅条结构的掩模板为掩膜，在旋涂厚度为200nm的光刻胶3的玻璃基底片1上采用SUSS MA6光刻机进行曝光，显影，此时线宽为1μm的栅条结构的图形转移到玻璃基底片1的正面。并以光刻胶3为掩膜在温度为20℃、体积比为1∶1的9％(NH₄)₂Ce(NO₃)₆)和6％HClO₄溶液中刻蚀金属Cr，如图1(b)所示。

步骤3：在去除光刻胶3的玻璃基底片1上喷涂厚度为200nm的光刻胶3，保证金属Cr表面光刻胶3的均匀性，如图1(c)所示。

步骤4：再以线宽为1μm栅条结构的掩模板为掩膜，通过对准标记进行套刻对准，将玻璃基底片1上的线宽为1μm的栅条结构的一半在SUSS MA6光刻机上进行曝光，显影；这样，玻璃基底片1上的线宽为1μm的栅条结构的一半被光刻胶3保护，其余部分暴露，如图1(d)所示。

步骤5：以光刻胶3为掩膜，在温度为20℃、体积比为1∶1的9％(NH₄)₂Ce(NO₃)₆)和6％HClO₄溶液中刻蚀，将暴露部分的金属Cr刻蚀干净，而被光刻胶3保护部分的金属Cr作为结构保留下来，如图1(e)所示。

步骤6：在温度为120℃，，体积比为4∶1的98％浓硫酸和30％过氧化氢溶液中沸煮30分钟，去除光刻胶3，玻璃基底片上的金属Cr栅条结构的线宽变为0.5μm，至此，本实施例中的栅条状纳米结构的制作完成，如图1(f)所示。

Claims

1.一种纳米结构的图形转移制作方法，包括如下步骤：

步骤1：标准清洗玻璃基底片(1)，在洁净的玻璃基底片(1)正面溅射金属(2)，并在金属(2)上旋涂光刻胶(3)；

步骤2：以线宽为A结构的掩模板为掩膜，在正面旋涂光刻胶(3)的玻璃基底片(1)上进行曝光，显影，此时线宽为A结构的图形转移到玻璃基底片(1)正面的光刻胶(3)上；继续以光刻胶(3)为掩膜刻蚀金属(2)，最后去除光刻胶(3)；

步骤3：在去除光刻胶(3)的玻璃基底片(1)上喷涂第二层光刻胶(3)，保证金属(2)表面光刻胶(3)的均匀性；

步骤4：再以步骤2中使用的线宽为A结构的掩模板为掩膜，通过对准标记进行套刻对准，使得该对准与步骤2中的光刻对准错开距离B，将玻璃基底片(1)上的A线宽的B部分进行曝光，显影，将玻璃基底片(1)上的(A-B)线宽的结构部分被光刻胶(3)保护；

步骤5：以光刻胶(3)为掩膜，刻蚀金属(2)，将暴露部分的金属(2)刻蚀干净；

步骤6：去除光刻胶(3)，玻璃基底片上的金属结构的线宽变为(A-B)，至此，纳米结构制作完成。

2.一种如权利要求1所述的纳米结构的图形转移制作方法，其特征在于：所述步骤4中，线宽A≥1μm，同时，A-B≥365nm。