CN114355736B - 一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，该方法解决了利用现有的光刻技术来制备微米级双层结构时只能通过复杂的套刻工艺来实现的问题。本发明的方法为：设计用于制备微米级双层结构的掩膜版，获得所设计的掩膜版后在正性光刻胶上进行掩膜光刻，只需进行一次光刻工艺流程便可在基片表面获得微米级双层结构。本发明适用于半导体制造、功能性界面材料、多尺度微纳结构制造等应用领域。

Description

一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造、功能性界面材料、多尺度微纳结构制造等领域，具体涉及一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法。
背景技术
光刻是半导体制造、微结构制造等领域中使用最频繁的技术之一。通常不考虑刻蚀工艺时，光刻技术就是将掩膜版图形转移到基片表面的光刻胶上。根据曝光方式不同光刻技术可分为接触式、接近式和投影式；根据光刻面数的不同有单面对准光刻和双面对准光刻；根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。一般的光刻工艺流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘，人们可以根据实际情况调整流程中的工艺。
众所周知，单层结构的光刻工艺比较简单，而要制备多层结构时的光刻工艺就难得多。其最大的难点就在于前后两次光刻时需要进行套刻对准，以保证当前图形与硅片上已经存在的图形之间不产生位置偏差。同时，复杂的套刻工艺也将极大地增加产品的制备难度和加工成本。
发明内容
本发明提供了一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法。
本发明的技术方案是：
1.一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：设计用于制备微米级双层结构的掩膜版，掩膜版图案由周期性条带结构组成，一个周期的总宽度是80μm，其中一个周期中条带结构区域的宽度是40μm，透光区域的宽度也是40μm，且在宽度为40μm的条带结构正中间开有4μm宽的透光区域；
S2：微米级双层结构的制备，步骤如下：
S21：将基片清洗干净并在其上旋转涂覆正性光刻胶材料，使用AZ9260光刻胶在2500rpm的高速转速下涂覆40秒，先将涂好光刻胶的基片在室温下静置10分钟，再将其置于65℃热板上加热5分钟，完成后立即将其置于95℃热板上再加热20分钟，然后取下冷却至室温，得到厚度为8.5μm的光刻胶涂层；
S22：将S1中的掩膜版与S21中制备的AZ9260光刻胶涂层紧密接触，并进行掩膜光刻，曝光能量140mJ/cm2；
S23：将AZ400K显影液与去离子水按照1:3的体积比进行混合，配制成稀释了的显影液，然后将S22中曝光后的基片放在该显影液中显影320秒，便可在基片上制得微米级双层结构。
本发明具有如下有益效果：本发明仅仅利用普通的掩膜光刻技术一步即可在基片上制备出微米级双层结构，无需多次使用套刻工艺，解决了利用现有的光刻技术来制备微米级双层结构时只能通过复杂的套刻工艺来实现的问题。这极大地降低了微米级双层结构制备的难度，节约了成本，同时也为制备微米级双层结构提供了一种新的技术方案。
附图说明
图1微米级双层结构制备工艺流程图。
图中：1、掩膜版，2、正性光刻胶，3、基片。
具体实施方式
具体实施方式：一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，由以下步骤完成：
S1：设计用于制备微米级双层结构的掩膜版，掩膜版图案由周期性条带结构组成，一个周期的总宽度是80μm，其中一个周期中条带结构区域的宽度是40μm，透光区域的宽度也是40μm，且在宽度为40μm的条带结构正中间开有4μm宽的透光区域；
S2：微米级双层结构的制备，步骤如下：
S21：将基片清洗干净并在其上旋转涂覆正性光刻胶材料，使用AZ9260光刻胶在2500rpm的高速转速下涂覆40秒，先将涂好光刻胶的基片在室温下静置10分钟，再将其置于65℃热板上加热5分钟，完成后立即将其置于95℃热板上再加热20分钟，然后取下冷却至室温，得到厚度为8.5μm的光刻胶涂层；
S22：将S1中的掩膜版与S21中制备的AZ9260光刻胶涂层紧密接触，并进行掩膜光刻，曝光能量140mJ/cm2；
S23：将AZ400K显影液与去离子水按照1:3的体积比进行混合，配制成稀释了的显影液，然后将S22中曝光后的基片放在该显影液中显影320秒，便可在基片上制得微米级双层结构。
本实施方式中步骤S1所述的掩膜版图案结构及尺寸可以根据所要制备的微米级双层结构进行重新设计和调整，其设计的核心思想是不透光区域中间设计有较窄的透光区域，不透光区域两侧的透光区域要比中间的透光区域宽的多。
本实施方式中步骤S2所述的正性光刻胶材料采用的是AZ9260光刻胶，但不仅仅局限于此，也可以采用其他正性光刻胶材料。
本实施方式中步骤S2所述的基片是硅片、玻璃片、或石英片。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，例如改变掩膜版图案结构及尺寸、替换光刻胶材料、改变光刻工艺参数、替换硬性基片材料为柔性衬底材料等等，这些改进也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：设计用于制备微米级双层结构的掩膜版，掩膜版图案由周期性条带结构组成，一个周期的总宽度是80μm，其中一个周期中条带结构区域的宽度是40μm，透光区域的宽度也是40μm，且在宽度为40μm的条带结构正中间开有4μm宽的透光区域；
S2：微米级双层结构的制备，步骤如下：
S21：将基片清洗干净并在其上旋转涂覆正性光刻胶材料，使用AZ9260光刻胶在2500rpm的高速转速下涂覆40秒，先将涂好光刻胶的基片在室温下静置10分钟，再将其置于65℃热板上加热5分钟，完成后立即将其置于95℃热板上再加热20分钟，然后取下冷却至室温，得到厚度为8.5μm的光刻胶涂层；
S22：将S1中的掩膜版与S21中制备的AZ9260光刻胶涂层紧密接触，并进行掩膜光刻，曝光能量140mJ/cm2；
S23：将AZ400K显影液与去离子水按照1:3的体积比进行混合，配制成稀释了的显影液，然后将S22中曝光后的基片放在该显影液中显影320秒，便可在基片上制得微米级双层结构。
2.根据权利要求书1所述的一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，其特征在于，所述步骤S2中使用的是正性光刻胶材料。
3.根据权利要求书1所述的一种利用掩膜光刻技术一步制备微米级双层结构的方法，其特征在于，所述步骤S2中使用的基片是硅片、玻璃片、或石英片。
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