CN102590915A - 一种制作大高宽比x射线衍射光栅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，包括：制作掩模A；制作X射线光刻的基底B；以及将掩模板A与基底B进行键合，形成大高宽比的X射线衍射光栅。相对于普通的光栅，本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，能制造出大高宽比的X射线衍射光栅。本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，制作工艺简单，成本低廉，能大批量制作。本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，避免了二次电子束直写的复杂，避免了对准不精确问题，能更好的形成精确的大高宽比光栅线条。
Description
技术领域
本发明属于纳米尺度元件技术领域，尤其涉及一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法。
背景技术
众所周知，随着纳米加工领域的不断发展，所需要的元件越来越精密，并且高宽比要求越来越大。通常情况下，在整个器件中特征图形尺寸的高宽比大于4的衍射光学元件被称作大高宽比衍射光学元件。
使用普通的制作工艺，很难制作出高宽比大于4的大高宽比的X射线衍射光栅，其原因在于表面张力的影响使得细线条的光刻胶极易倒塌，大高宽比的光刻胶，其表面张力大于光刻胶的内部应力，很容易粘黏到一块，从而限制了其工艺的进一步发展。
因此，如何克服表面张力的影响，制作出大高宽比的X射线衍射光栅就成为了迫切需要解决的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对大高宽比的光刻胶容易产生倒塌、粘黏的问题，本发明的主要目的在于提供一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，该方法采用电子束蒸发的方法来制作大高宽比X射线衍射光栅，包括：制作掩模A；制作X射线光刻的基底B；以及将掩模板A与基底B进行键合，形成大高宽比的X射线衍射光栅。
上述方案中，所述制作掩模A具体包括：在硅衬底正面旋涂一层聚酰亚胺PI，从该硅衬底背面对该硅衬底进行湿法腐蚀，直至该聚酰亚胺PI，形成镂空的聚酰亚胺PI薄膜，然后在该聚酰亚胺PI薄膜上蒸发Cr/Au层，形成掩模板A的基片；在该掩模板A的基片正面旋涂一层电子束光刻胶，对该电子束光刻胶进行电子束光刻并显影，形成由该电子束光刻胶构成的光刻胶线条；在形成光刻胶线条的掩模板A的基片的正面电镀金属，在光刻胶线条之间形成金属电极；以及去除电子束光刻胶，形成掩模板A。
上述方案中，所述在聚酰亚胺PI薄膜上蒸发的Cr/Au层中，Cr的厚度为5nm，Au的厚度为10nm。所述在掩模板A的基片正面旋涂的电子束光刻胶为ZEP-520，厚度为500nm，所述光刻胶线条的宽度为100nm。所述在掩模板A的基片的正面电镀金属为金，在光刻胶线条之间形成的电极为金电极。所述电镀金的厚度能挡住X射线即可，占空比要大于1∶1。
上述方案中，所述制作X射线光刻的基底B具体包括：在硅片正面旋涂一层聚酰亚胺PI，在该聚酰亚胺PI上蒸发一层Cr/Au层，然后在Cr/Au层之上旋涂一层光刻胶，之后刻蚀该光刻胶形成一个电极及该电极两侧的显影区域；在形成电极及其两侧显影区域的光刻胶上蒸发Au层，接着在该Au层上旋涂一层光刻胶，形成包含双层光刻胶和双层电镀层的基底B。
上述方案中，所述在聚酰亚胺PI上蒸发的Cr/Au层中，Cr的厚度为5nm，Au的厚度为50nm。所述在Cr/Au层之上旋涂的光刻胶为光刻胶PMMA，厚度为500nm；所述在形成电极及其两侧显影区域的光刻胶上蒸发Au层，其厚度为20nm；所述在Au层上旋涂一层光刻胶为光刻胶PMMA，厚度为700nm。
上述方案中，所述将掩模板A与基底B进行键合，形成大高宽比的X射线衍射光栅具体包括：将掩模板A倒扣于基底B上，使用X射线从掩模板A背面进行曝光，然后移除掩模板A，对基底B进行显影，吹干后形成由光刻胶PMMA形成的光刻胶线条；刻蚀光刻胶PMMA中间的金层，在光刻胶形成的图形正面镀金，直至金层与光刻胶齐平，最后去除电子束光刻胶PMMA；从该基底B的硅衬底背面对该硅衬底进行湿法腐蚀，直至聚酰亚胺PI，接着使用氧气刻蚀背面的支撑薄膜聚酰亚胺PI，采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，使得金层成为镂空，并从该基底B的正面采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，完成器件的制作。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、相对于普通的光栅，本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，能制造出大高宽比的X射线衍射光栅。
2、本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，制作工艺简单，成本低廉，能大批量制作。
3、本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，避免了二次电子束直写的复杂，避免了对准不精确问题，能更好的形成精确的大高宽比光栅线条。
附图说明
图1为依照本发明实施例掩模A的基片示意图；
图2为依照本发明实施例电子束光刻后的图形示意图；
图3为依照本发明实施例电镀后掩模A示意图；
图4为依照本发明实施例第一层光刻胶图形；
图5为依照本发明实施例X射线光刻基底B示意图；
图6为依照本发明实施例X射线光刻示意图；
图7为依照本发明实施例显影后示意图；
图8为依照本发明实施例X射线光刻后，电镀形成金层示意图；
图9为依照本发明实施例湿法腐蚀背面的硅并刻蚀金和PI后示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，不形成大高宽比的光刻胶，将光刻胶分成两层减少了厚度，且在中间蒸发薄金层形成支撑，从而实现高线宽度要求的元器件，具体包括以下步骤：
步骤1：在清洁的硅衬底正面旋涂一层1μm的聚酰亚胺PI，从该硅衬底背面对该硅衬底进行湿法腐蚀，直至该聚酰亚胺PI，形成镂空的聚酰亚胺PI薄膜，然后在该聚酰亚胺PI薄膜上蒸发一层5nmCr/10nmAu作为电镀种子层，形成掩模A的基片，如图1所示；
步骤2：在掩模A的基片正面旋涂一层电子束光刻胶ZEP-520，厚度为500nm，对该电子束光刻胶ZEP-520进行电子束光刻并显影，形成由该电子束光刻胶ZEP-520构成的光刻胶线条，线条宽度为100nm，如图2所示。
步骤3：刻蚀掩模A基片正面光刻胶图形区域的残胶，并在硅片边缘刻蚀光刻胶，形成电极，然后进行将硅片的图形区域置于电镀溶液中，进行电镀，形成金层，直至金层与光刻胶厚度齐平，用丙酮去除光刻胶胶，形成所需的掩膜板A，如图3所示；在本步骤中，电镀金的厚度只要能挡住X射线就行，占空比要略大于1∶1。
步骤4：在清洁的硅片正面旋涂一层1μm的聚酰亚胺，蒸发一层5nmCr/50nmAu形成电镀种子层，然后旋涂一层500nm的PMMA，之后在边缘刻蚀一个电极和两侧显影区域，如图4所示，然后再次进行电子束蒸发一层20nm的Au，之后再次旋涂一层700nm的PMMA，形成基底B，如图5所示；
步骤6：将掩模板A倒扣于基底B上，使用X射线从掩模板A背面进行曝光，如图6所示，曝光完成后移除掩模A，对基底B进行显影，吹干后形成由光刻胶PMMA形成的光刻胶线条，如图7所示；在图7所示显影中，使用两层光刻胶，且光刻胶之间使用金层间隔，金层在显影时起到了支撑的作用，防止大高宽比的光刻胶倒塌。
步骤7：刻蚀基底B正面光刻胶图形区域的残胶，并在硅片边缘刻蚀光刻胶，形成电极，此次电极和上次的电极重叠一般的面积，刻蚀光刻胶中间的金层，然后将硅片的图形区域置于电镀溶液中，电镀的夹子夹住电极整个区域，进行电镀，形成金层，用丙酮去除光刻胶，如图8所示；图8所示电镀前刻蚀掉光栅中间的金层，使得电镀得以顺利进行。
步骤8：湿法腐蚀背面的硅直至聚酰亚胺PI，使用氧气刻蚀背面的支撑薄膜聚酰亚胺PI，采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，使得金层成为镂空，并从该基底B的正面采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，完成器件的制作，如图9所示。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，包括：
制作掩模A；
制作X射线光刻的基底B；以及
将掩模板A与基底B进行键合，形成大高宽比的X射线衍射光栅。
2.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述制作掩模A具体包括：
在硅衬底正面旋涂一层聚酰亚胺PI，从该硅衬底背面对该硅衬底进行湿法腐蚀，直至该聚酰亚胺PI，形成镂空的聚酰亚胺PI薄膜，然后在该聚酰亚胺PI薄膜上蒸发Cr/Au层，形成掩模板A的基片；
在该掩模板A的基片正面旋涂一层电子束光刻胶，对该电子束光刻胶进行电子束光刻并显影，形成由该电子束光刻胶构成的光刻胶线条；
在形成光刻胶线条的掩模板A的基片的正面电镀金属，在光刻胶线条之间形成金属电极；以及
去除电子束光刻胶，形成掩模板A。
3.根据权利要求2所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在聚酰亚胺PI薄膜上蒸发的Cr/Au层中，Cr的厚度为5nm，Au的厚度为10nm。
4.根据权利要求2所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在掩模板A的基片正面旋涂的电子束光刻胶为ZEP-520，厚度为500nm，所述光刻胶线条的宽度为100nm。
5.根据权利要求2所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在掩模板A的基片的正面电镀金属为金，在光刻胶线条之间形成的电极为金电极。
6.根据权利要求5所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述电镀金的厚度能挡住X射线即可，占空比要大于1∶1。
7.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述制作X射线光刻的基底B具体包括：
在硅片正面旋涂一层聚酰亚胺PI，在该聚酰亚胺PI上蒸发一层Cr/Au层，然后在Cr/Au层之上旋涂一层光刻胶，之后刻蚀该光刻胶形成一个电极及该电极两侧的显影区域；
在形成电极及其两侧显影区域的光刻胶上蒸发Au层，接着在该Au层上旋涂一层光刻胶，形成包含双层光刻胶和双层电镀层的基底B。
8.根据权利要求7所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在聚酰亚胺PI上蒸发的Cr/Au层中，Cr的厚度为5nm，Au的厚度为50nm。
9.根据权利要求7所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在Cr/Au层之上旋涂的光刻胶为光刻胶PMMA，厚度为500nm；所述在形成电极及其两侧显影区域的光刻胶上蒸发Au层，其厚度为20nm；所述在Au层上旋涂一层光刻胶为光刻胶PMMA，厚度为700nm。
10.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述将掩模板A与基底B进行键合，形成大高宽比的X射线衍射光栅具体包括：
将掩模板A倒扣于基底B上，使用X射线从掩模板A背面进行曝光，然后移除掩模板A，对基底B进行显影，吹干后形成由光刻胶PMMA形成的光刻胶线条；
刻蚀光刻胶PMMA中间的金层，在光刻胶形成的图形正面镀金，直至金层与光刻胶齐平，最后去除电子束光刻胶PMMA；
从该基底B的硅衬底背面对该硅衬底进行湿法腐蚀，直至聚酰亚胺PI，接着使用氧气刻蚀背面的支撑薄膜聚酰亚胺PI，采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，使得金层成为镂空，并从该基底B的正面采用干法刻蚀聚酰亚胺PI上的Cr/Au层，完成器件的制作。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005275014A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Mitsui Chemicals Inc | 透過型回折格子フィルム |
| US20050260349A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-24 | Edgar Pawlowski | Method for manufacturing a master, master, method for manufacturing optical elements and optical element |
| JP4147247B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2008-09-10 | 旭化成株式会社 | 微細凹凸格子のピッチ縮小方法及びそれにより得られた微細凹凸格子部材 |
| CN102289015A (zh) * | 2011-09-21 | 2011-12-21 | 中国科学院微电子研究所 | 一种制作大高宽比x射线衍射光栅的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005275014A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Mitsui Chemicals Inc | 透過型回折格子フィルム |
| US20050260349A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-24 | Edgar Pawlowski | Method for manufacturing a master, master, method for manufacturing optical elements and optical element |
| JP4147247B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2008-09-10 | 旭化成株式会社 | 微細凹凸格子のピッチ縮小方法及びそれにより得られた微細凹凸格子部材 |
| CN102289015A (zh) * | 2011-09-21 | 2011-12-21 | 中国科学院微电子研究所 | 一种制作大高宽比x射线衍射光栅的方法 |
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