JP6625110B2 - フォトマスク及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フォトマスク及びその製造方法に関し、特にマイクロナノ構造体を製造するフォトマスク及びその製造方法に関する。
現在、微細構造体の深い研究に伴って、微細構造体は多くの分野に応用されている。例えば、微細構造体は光学デバイスの特別な表面、疎水性材料或いは反射防止表面などに応用される。光学デバイスにおいては、発光効率を向上させるために、一般的に導光板に微細構造体は設置される。フォトリソグラフィー法、エッチング法などの方法によって、微細構造体を形成できる。フォトリソグラフィー法のプロセス及び操作は簡単であり、且つフォトリソグラフィー法によって大面積の微細構造体を製造できるので、フォトリソグラフィー法は広く使用される。しかし、フォトリソグラフィー法では、プラスチック、ガラス或いは金属をパターン化してマスクとして用いており、製造された微細構造体の寸法精度が低く、ナノサイズ化が困難である。
本発明の目的は、前記課題を解決するためのコストが低く、且つ大面積のマイクロナノ構造体を製造できるフォトマスク及びその製造方法を提供することである。
本発明のフォトマスクは、基板と、カーボンナノチューブ複合構造体と、カバー層と、を含み、カーボンナノチューブ複合構造体は基板の表面に設置され、カーボンナノチューブ複合構造体はカーボンナノチューブ層及びカーボンナノチューブ層を被覆するクロム層を含み、基板と離れるカーボンナノチューブ複合構造体の表面はカバー層に被覆される。
本発明のフォトマスクには、基板は紫外光に対する透過率が６０％以上である。
本発明のフォトマスクの製造方法は、カーボンナノチューブ複合構造体を提供する第一ステップであって、カーボンナノチューブ複合構造体はカーボンナノチューブ層及びカーボンナノチューブ層を被覆するクロム層を含む第一ステップと、基板を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体を基板の表面に設置し、且つ基板の一部の表面を露出させる第二ステップと、基板と離れるカーボンナノチューブ複合構造体の表面にカバー層を沈積する第三ステップと、を含む。
本発明のマイクロナノ構造体の製造方法は、第一基板を提供し、第一基板の表面にフォトレジスト層が設置される第一ステップと、請求項１に記載のフォトマスクはフォトレジスト層の表面を被覆する第二ステップと、紫外光で前記フォトマスクを照射し、紫外光はフォトマスクを透過して、フォトレジスト層を露光させる第三ステップと、フォトマスクを前記フォトレジスト層の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体を獲得する第四ステップと、を含む。
従来の技術に比べて、本発明のフォトマスクは以下の優れる点がある。本発明のフォトマスクは、カーボンナノチューブ及びクロム層を採用して、カーボンナノチューブ及びクロム層は紫外光に対しての吸収率が高く、紫外光に対しての透過率が低く、且つカーボンナノチューブ層は複数の微孔を含む。紫外光はフォトマスクを照射する際、カーボンナノチューブ及びクロム層と、微孔とは紫外光に対しての透過率が異なることを利用して、パターン化のフォトレジスト層を製造でき、且つパターン化のマイクロナノ構造体を得ることができる。フォトマスクは繰り返し使用でき、コストを減少でき、且つ工業化が容易である。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１を参照すると、実施例１はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は、以下のステップを含む。
Ｓ１１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０が設置される。
Ｓ１２、フォトマスク１００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク１００は、第二基板１１０と、第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０とを含む。
Ｓ１３、紫外光１８０でフォトマスク１００を照射し、紫外光１８０は第二基板１１０及び複合層１４０を透過してフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ１４、フォトマスク１００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ１１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０が設置される。
Ｓ１２、フォトマスク１００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク１００は、第二基板１１０と、第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０とを含む。
Ｓ１３、紫外光１８０でフォトマスク１００を照射し、紫外光１８０は第二基板１１０及び複合層１４０を透過してフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ１４、フォトマスク１００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
ステップＳ１１において、第一基板１５０の材料は制限されず、絶縁基板、金属基板或いは半導体基板であってもよい。絶縁基板は二酸化シリコン或いは窒化シリコンからなる。金属基板は、金、アルミニウム、ニッケル、クロム或いは銅からなる。半導体基板は、シリコン、窒化ガリウム或いはヒ素ガリウムからなる。本実施例において、第一基板１５０はシリコン基板である。
フォトレジスト層１６０の種類は限定されず、ネガティブフォトレジスト或いはポジティブフォトレジストであってもよい。フォトレジスト層１６０は、Ｓ９９１２ポジティブフォトレジスト或いはＳＵ８ネガティブフォトレジストなどであってもよい。フォトレジスト層１６０は、スピンコーティングによって第一基板１５０の表面に直接塗布することができる。フォトレジスト層１６０の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。フォトレジスト層１６０の厚さが薄すぎると、フォトリソグラフィー後のパターンのコントラストを減少させる。フォトレジスト層１６０の厚さが厚すぎると、パターン化されたフォトレジストが傾きやすい。本実施例において、フォトレジスト層１６０はＳ９９１２ポジティブフォトレジストからなり、その厚さは１００ｎｍである。
ステップＳ１２において、フォトマスク１００はパターン化のマスクを提供することに用いる。具体的に、フォトマスク１００は、第二基板１１０と、第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０とを含む。複合層１４０はカーボンナノチューブ構造体１２０と、カバー層１３０と、を含む。カーボンナノチューブ構造体１２０は第二基板１１０の表面に直接に設置される。カバー層１３０は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ構造体１２０の表面を被覆する。具体的には、カバー層１３０はカーボンナノチューブ構造体１２０の表面に連続に且つ直接的に付着される。カバー層１３０とカーボンナノチューブ構造体１２０とは結合して複合層１４０を形成する。第二基板１１０のカーボンナノチューブ層１２０に覆われていない部分は、カバー層１３０に覆われる。カーボンナノチューブ層１２０の表面に沈積したカバー層１３０は、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０に固定することができる。
フォトマスク１００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆する。具体的に、フォトマスク１００は第一基板１５０と離れるフォトレジスト層１６０の表面に設置される。一つに例において、フォトマスク１００における複合層１４０は第一基板１５０と離れるフォトレジスト層１６０の表面と接触して設置される。フォトマスク１００における第二基板１１０はフォトレジスト層１６０の表面と離れる。もう一つの例において、フォトマスク１００における第二基板１１０は第一基板１５０と離れるフォトレジスト層１６０の表面と接触して設置される。フォトマスク１００における複合層１４０はフォトレジスト層１６０の表面と離れる。本実施例において、複合層１４０はフォトレジスト層１６０の表面と接触して設置され、第二基板１１０はフォトレジスト層１６０の表面と離れる。複合層１４０はフォトレジスト層１６０の表面と完全に密着しておらず、複合層１４０の一部とフォトレジスト層１６０の表面との間に空気が存在してもよい。
第二基板１１０は支持材として用いる。第二基板１１０の材料は硬質材料或いは可撓性材料であってもよい。硬質材料はガラス或いは石英であってもよい。可撓性材料はプラスチック或いは樹脂であってもよい。例えば、可撓性材料はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート(ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ，ＰＥＮ)或いはポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）であってもよい。第二基板１１０の紫外光１８０に対する透過率が高く、例えば第二基板１１０の紫外光１８０に対する透過率が６０％以上であれば、第二基板１１０の材料は上記の材料に制限されない。本実施例において、第二基板１１０の材料は石英である。
カーボンナノチューブ層１２０は複数のカーボンナノチューブが形成する自立構造である。複数のカーボンナノチューブの延伸する方向はカーボンナノチューブフィルムの表面と基本的に平行である。複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列され、分子間力で接続されている。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、カーボンナノチューブフィルムを独立して利用することができる形態のことである。すなわち、カーボンナノチューブフィルムを対向する両側から支持して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの構造を変化させずに、カーボンナノチューブフィルムを懸架させることができることを意味する。
カーボンナノチューブ層１２０におけるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブの一種または多種である。単層カーボンナノチューブの直径は０．５ｎｍ〜１０ｎｍであり、二層カーボンナノチューブの直径は１ｎｍ〜１５ｎｍであり、多層カーボンナノチューブの直径は１.５ｎｍ〜５０ｎｍである。カーボンナノチューブ層１２０におけるカーボンナノチューブの長さは５０μｍより大きい。好ましくは、カーボンナノチューブの長さは２００μｍ〜９００μｍである。
カーボンナノチューブ層１２０は、少なくとも一つのカーボンナノチューブフィルム、少なくとも一本のカーボンナノチューブワイヤ、或いは少なくとも一つのカーボンナノチューブフィルムと少なくとも一本のカーボンナノチューブワイヤとの組み合わせである。カーボンナノチューブフィルムはドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含んでもよい。または、カーボンナノチューブワイヤは非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はねじれ状カーボンナノチューブワイヤであることができる。カーボンナノチューブ層１２０は複数のカーボンナノチューブワイヤを含む際、数本のカーボンナノチューブワイヤは相互に間隔をあけて設置し、且つ特定の角で交差して、層状カーボンナノチューブ構造体を形成する。層状カーボンナノチューブ構造体は複数の微孔を含む。微孔は層状カーボンナノチューブ構造体の厚さ方向に沿って貫通する貫通孔である。
図２を参照すると、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。複数のカーボンナノチューブセグメントは、長さ方向に沿って分子間力で端と端とが接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメントは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブを含む。単一のカーボンナノチューブセグメントにおいて、複数のカーボンナノチューブの長さは同じである。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。カーボンナノチューブセグメントの幅は１０ｎｍ〜２００ｎｍである。好ましくは、カーボンナノチューブセグメントの幅は１０ｎｍ〜１００ｎｍである。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは複数の微孔を含む。微孔はドローン構造カーボンナノチューブフィルムの厚さ方向に沿って貫通する貫通孔である。微孔は孔隙或いは間隙であってもよい。カーボンナノチューブ層１２０は一つのドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む際、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける隣接のカーボンナノチューブセグメントの間に間隙を有する。その間隙の寸法は１ｎｍ〜０．５μｍである。カーボンナノチューブ層１２０は複数のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む際、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが積層されて、隣接する二つのドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、それぞれ０°〜９０°の角度で交差して、ネット構造体を形成する。ネット構造体は複数の孔隙を含む。複数の孔隙はカーボンナノチューブ層１２０に均一に分布される。孔隙の寸法は１ｎｍ〜０．５μｍである。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの厚さは０．０１μｍ〜１００μｍである。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは超配列カーボンナノチューブアレイから引き出して得ることができる。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの製造方法は、特許文献１に掲載されている。
非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの延伸方向に沿って配列される複数のカーボンナノチューブを含む。具体的に、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。さらに、各カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。複数のカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。一本の非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。有機溶剤によって、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを処理して、非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを得る。具体的には、有機溶剤によって、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの全ての表面を浸す。揮発性の有機溶剤が揮発すると、表面張力の作用によって、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける相互に平行する複数のカーボンナノチューブが分子間力によって互いに緊密に結合して、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムが収縮して非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを得る。有機溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、塩化エチレン或いはクロロホルムである。本実施例において、有機溶剤はエタノールである。この有機溶剤によって処理されないカーボンナノチューブフィルムと比較して、有機溶剤によって処理された非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの比表面積は減少し、且つ接着性も弱い。また、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭さを増強させ、外力によってカーボンナノチューブワイヤが破壊される可能性を低くする。
ドローン構造カーボンナノチューブフィルムの長手方向に沿う対向する両端に相反する力を印加することにより、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列されている複数のカーボンナノチューブを含む。好ましくは、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント（図示せず）を含む。さらに、各カーボンナノチューブセグメントには、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。カーボンナノチューブセグメントの長さ、厚さ、均一性及び形状は制限されない。一本のねじれ状カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は、０．５ｎｍ〜１００μｍである。更に、有機溶剤によって、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを処理する。有機溶剤によって処理されたねじれ状カーボンナノチューブワイヤは比表面積が減少し、接着性が小さい一方、カーボンナノチューブワイヤの機械強度及び強靭が増強する。カーボンナノチューブワイヤの製造方法は、特許文献２及び特許文献３に掲載されている。
本実施例において、カーボンナノチューブ層１２０は二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなる。二層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは９０°の角度で交差する。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは超配列カーボンナノチューブアレイから直接に引き出して得る。カーボンナノチューブ層１２０における複数のカーボンナノチューブは同じ方向に沿って、分子間力で端と端が接続されている。
カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０の表面に直接に設置してもよい。カーボンナノチューブ層１２０は複数の微孔を有するので、第二基板１１０の表面の一部は複数の微孔によって露光されることができる。
第二基板１１０の表面にカーボンナノチューブ層１２０を設置した後、マイクロナノ構造体の製造方法は、カーボンナノチューブ層１２０を溶媒で処理して、第二基板１１０の表面にカーボンナノチューブ層１２０を付着させるステップを含むことができる。溶媒をカーボンナノチューブ層１２０の表面に滴らす際、溶媒はカーボンナノチューブ層１２０に浸透し、カーボンナノチューブ層１２０と第二基板１１０の表面との間の空気を排出する。溶媒が除去されると、カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０の表面に密着する。溶媒は水或いは有機溶剤であってもよい。有機溶剤はエタノール、メタノール、アセトン、塩化エチレン或いはクロロホルムである。本実施例において、溶媒はエタノールである。エタノールをカーボンナノチューブ層１２０の表面に滴らして、そして、自然乾燥して、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０の表面に緊密に付着させる。
カバー層１３０の材料は金属、金属酸化物或いは金属硫化物であってもよい。金属は金、ニッケル、チタン、鉄、アルミニウムのいずれか一種である。金属酸化物は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ハフニウムのいずれか一種である。カバー層１３０の紫外光１８０に対する透過率が高いことを保証できれば、カバー層１３０の材料は上記の材料に制限されない。例えば、カバー層１３０の紫外光１８０に対する透過率が６０％以上であってもよい。カバー層１３０の材料はシリカのような非金属酸化物であってもよい。
カバー層１３０は、原子層堆積法によってカーボンナノチューブ層１２０の表面に堆積されてもよい。具体的に、第二基板１１０の表面にカーボンナノチューブ層１２０を設置した後、カーボンナノチューブ層１２０の表面にカバー層１３０を堆積して、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０の表面に固定させる。カバー層１３０をカーボンナノチューブ層１２０の表面に連続的に堆積させることができ、且つ堆積プロセス中にカーボンナノチューブ層１２０の構造を破壊することがなければ、原子層堆積法に限定されず、マグネトロンスパッタリング法や電子ビーム蒸着法などの気相蒸着法であってもよい。カバー層１３０の厚さは５ｎｍ〜２０ｎｍである。カバー層１３０の厚さは２０ｎｍより大きいと、紫外光１８０の透過率を大幅に低下させる。本実施例において、カバー層１３０はアルミナからなり、カバー層１３０の厚さは５ｎｍである。
さらに、カーボンナノチューブ層１２０は自立構造体であるので、カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０によって支持されず、カーボンナノチューブ層１２０及びカバー層１３０は複合層１４０を形成できる。この際、複合層１４０は、第二基板１１０の支持を必要とせずに、フォトマスクとして単独で使用できる。
ステップＳ１３において、紫外光１８０がフォトマスク１００を照射する際、第二基板１１０及びカバー層１３０は紫外光１８０に対する透過率が高いので、第二基板１１０及びカバー層１３０を透過するときの紫外光１８０の損失は無視できる。カーボンナノチューブ自体は紫外光１８０に対する吸収率が強く、紫外光１８０の透過率がほぼゼロであるので、紫外光１８０はカーボンナノチューブ層１２０を透過する際、カーボンナノチューブ層に照射する紫外光１８０がほぼ完全に吸収され、カーボンナノチューブ間の微孔に照射する紫外光１８０は、損失なくカーボンナノチューブ層１２０を直接に透過する。紫外光１８０はフォトマスク１００を透過した後、フォトレジスト層１６０の表面に直接に照射して、フォトレジスト層１６０を露光させる。これにより、カーボンナノチューブ間の微孔に対応するフォトレジスト層１６０の表面が紫外光１８０に曝され、カーボンナノチューブが紫外光１８０を吸収することによって、カーボンナノチューブに対応するフォトレジスト層１６０の表面は紫外光１８０に曝されない。フォトレジスト層１６０の露光時間は２秒間〜７秒間である。本実施例において、フォトレジスト層１６０の露光時間は２秒間である。
ステップＳ１４において、フォトレジスト層１６０とフォトマスク１００との接触は物理的接触である。すなわち、フォトレジスト層１６０とフォトマスク１００との間の結合力は、複合層１４０と第二基板１１０との間の結合力よりもはるかに小さい。これにより、フォトマスク１００に対してフォトレジスト層１６０の表面から離れる作用力を加えるだけで、フォトマスク１００をフォトレジスト層１６０から分離でき、且つフォトマスク１００自体の構造を破壊しない。フォトマスク１００をフォトレジスト層１６０から分離した後、フォトマスク１００自体の構造を破壊しないので、フォトマスク１００はマスクとして再利用することができる。これにより、ステップＳ１２〜ステップＳ１３にはフォトマスク１００を繰り返して使用できる。
露光されたフォトレジスト層１６０を現像する。具体的には、フォトレジスト層１６０を現像溶剤に特定の時間で放置して、現像溶剤は０．４％のＮａＯＨ溶液及び１％のＮａｃｌ溶液が形成される混合液である。フォトレジスト層１６０を現像溶剤に現像する時間は２０秒間である。フォトレジスト層１６０を現像することを保証できれば、現像溶剤は前記の混合液に限定されない。フォトレジスト層１６０の現像時間は現像溶剤の成分及び濃度によって確定できる。現像溶剤はＮａＯＨ溶液及びＮａｃｌ溶液からなる混合液である。混合液において、ＮａＯＨ溶液の質量パーセントは０．２％〜１％である。Ｎａｃｌ溶液の質量パーセントは０．５％〜２％である。フォトレジスト層１６０を現像した後、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。フォトレジストマイクロナノ構造体１７０のパターンは、複合層１４０が第一基板１５０に前面投影するパターンと一致である。これにより、フォトレジスト層１６０を現像して、獲得したフォトレジストマイクロナノ構造体１７０は複数のストリップ状突起及び隣接する二つのストリップ状突起の間における複数の微孔を含む。微孔は孔隙或いは間隙である。ストリップ状突起の幅及び微孔の寸法は複合層１４０におけるカーボンナノチューブの直径及び微孔の寸法に関する。微孔の寸法は孔隙の孔径の寸法或いは間隙の幅の寸法を指す。複数の微孔はフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の厚さを貫通する貫通孔である。微孔及びストリップ状突起の厚さはフォトレジスト層１６０の厚さと一致である。フォトレジストマイクロナノ構造体１７０におけるストリップ状突起の幅は２０ｎｍ〜２００ｎｍである。微孔の寸法は２０ｎｍ〜３００ｎｍである。
図３を参照すると、さらに、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を用いて、非フォトレジスト材料からなるマイクロナノ構造体１５２を製造できる。具体的に、ｌｉｆｔ−ｏｆｆ剥離方法、エッチング方法或いはそれらの組み合わせによって、第一基板１５０の表面にマイクロナノ構造体１５２を形成できる。パターン化のマイクロナノ構造体１５２を形成することを保証できれば、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を用いて、非フォトレジスト材料からなるマイクロナノ構造体１５２を製造する方法は前記の方法に限定されない。本実施例において、ｌｉｆｔ−ｏｆｆ剥離方法によって、マイクロナノ構造体１５２を形成する。
具体的に、ｌｉｆｔ−ｏｆｆ剥離方法によって、マイクロナノ構造体１５２を形成する方法は以下のステップを含む。
Ｓ１、第一基板１５０と離れるフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の表面及びフォトレジストマイクロナノ構造体１７０が被覆されない第一基板１５０の表面に予備層１９０を設置して、複合構造体を形成する。
Ｓ２、複合構造体をアセトンに浸漬して、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去して、第一基板１５０の表面にパターン化のマイクロナノ構造体１５２を形成する。
Ｓ１、第一基板１５０と離れるフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の表面及びフォトレジストマイクロナノ構造体１７０が被覆されない第一基板１５０の表面に予備層１９０を設置して、複合構造体を形成する。
Ｓ２、複合構造体をアセトンに浸漬して、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去して、第一基板１５０の表面にパターン化のマイクロナノ構造体１５２を形成する。
ステップＳ１において、予備層１９０の材料は、金属材料、絶縁材料或いは半導体材料であってもよい。金属材料は金、銀、アルミニウム、ニッケル、クロム或いは銅であってもよい。絶縁材料は二酸化シリコン或いは窒化シリコンであってもよい。半導体材料はシリコン、窒化ガリウム、ガリウムヒ素であってもよい。予備層１９０がアセトンと反応しないことを保証できれば、予備層１９０の材料は前記の材料に限定されない。マグネトロンスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ方法等の沈積方法により、予備層１９０を形成できる。予備層１９０を形成する際、第一基板１５０と離れるフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の表面及びフォトレジストマイクロナノ構造体１７０が被覆されない第一基板１５０の表面に予備層１９０を沈積して、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０の表面を被覆する予備層１９０は非連続である。これにより、ステップＳ２において、アセトンはフォトレジストマイクロナノ構造体１７０と直接に接触して且つ反応できる。本実施例において、予備層１９０はアルミニウムからなり、蒸着法によって形成される。
ステップＳ２において、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０はパターニングされたフォトレジストであり、且つフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の側面は予備層１９０に完全に覆われていないので、複合構造体をアセトンに浸漬した後、アセトンはフォトレジストマイクロナノ構造体１７０と反応して、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去できる。フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去する同時に、第一基板１５０と離れるフォトレジストマイクロナノ構造体１７０の表面に被覆する予備層１９０を除去する。これにより、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０が被覆されない第一基板１５０の表面に被覆する予備層１９０はパターン化のマイクロナノ構造体１５２を形成する。本実施例において、カーボンナノチューブ層１２０が相互に垂直に交差する２層のドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるので、パターン化のマイクロナノ構造体１５２は垂直に交差するストリップ構造体からなる。ストリップ構造体の幅は２０ｎｍ〜２００ｎｍであり、ストリップ構造体の延伸方向と垂直する方向に、隣接する二つのストリップ構造体の距離は２０ｎｍ〜３００ｎｍである。マイクロナノ構造体１５２の厚さは予備層１９０の厚さによって選択できる。
さらに、マイクロナノ構造１５２は、エッチング方法によっても形成できる。具体的に、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０をマスクとして、露出される第一基板１５０の表面をドライエッチングする。ドライエッチングは、ガスが電界の作用によってプラズマを得て、プラズマはエッチングされた材料と反応して揮発性物質を得ることを指す。ドライエッチングは、例えば、プラズマエッチング或いは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であってもよい。
具体的に、第一基板１５０をエッチングする工程で、エッチングガスは露出された第一基板１５０の一部と化学的に反応し、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０と化学的に反応しないか、またはエッチングガスとフォトリソグラフィー マイクロナノ構造体１７０との化学反応の速度及び程度は、エッチングガスと第一基板１５０との化学反応よりずっと小さい。フォトレジストマイクロナノ構造体１７０は第一基板１５０の表面に緊密に結合するので、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０で覆われた第一基板１５０の表面に形成するパターンは、フォトレジスト マイクロナノ構造体１７０のパターンと一致である。これにより、形成するパターン化のマイクロナノ構造体１５２のパターンは、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０のパターンと基本的に一致である。
さらに、第一基板１５０をエッチングした後、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去するステップを含んでもよい。フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去する方法は制限されず、例えば、超音波法、引き裂き法或いは酸化法であってもよい。本実施例において、超音波法によって、フォトレジストマイクロナノ構造体１７０を除去する。
図４を参照すると、実施例２はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ２１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ２２、フォトマスク２００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク２００は少なくとも二つの第二基板１１０と、各第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０と、を含む。
Ｓ２３、紫外光１８０でフォトマスク２００を照射し、紫外光１８０は第二基板１１０及び複合層１４０を透過してフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ２４、フォトマスク２００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ２１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ２２、フォトマスク２００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク２００は少なくとも二つの第二基板１１０と、各第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０と、を含む。
Ｓ２３、紫外光１８０でフォトマスク２００を照射し、紫外光１８０は第二基板１１０及び複合層１４０を透過してフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ２４、フォトマスク２００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
実施例２におけるマイクロナノ構造体の製造方法は実施例１におけるマイクロナノ構造体の製造方法と基本的に同じであるが、以下の点は異なる。実施例２において、フォトマスク２００は複数の第二基板１１０及び複数の複合層１４０を含む。各第二基板１１０及び各第二基板１１０の表面に設置される複合層１４０は、一つのフォトマスクユニットをする。すなわち、フォトマスク２００は複数のフォトマスクユニットを含む。複数のフォトマスクユニットは積層して設置される。フォトマスクユニットにおけるカーボンナノチューブは一つの方向に沿って配列してもよく、または複数の方向に沿って交差して配列してもよい。
フォトマスク２００のパターン形状及び寸法は、カーボンナノチューブの配列が異なるフォトマスクユニットを選択することによって調整できる。具体的に、フォトマスク２００のパターンはネット構造である際、交差して配列するカーボンナノチューブを有するフォトマスクユニットを直接に選択してもよく、または、同じ方向に沿って配列するカーボンナノチューブを有する二つのフォトマスクユニットを選択して、二つのフォトマスクユニットを積層して、二つのフォトマスクユニットにおけるカーボンナノチューブを交差して配列させてもよい。二つのフォトマスクユニットにおけるカーボンナノチューブが交差する角は必要に応じて選択できる。一つの例において、フォトマスク２００のパターンはネット構造であり、フォトマスク２００は間隔をあけて設置する複数のストリップ状構造体を含み、隣接する二つのストリップ状構造体の距離はｌである。同じ方向に沿って配列するカーボンナノチューブを有する二つのフォトマスクユニットを選択して、二つのフォトマスクユニットを積層して、前記フォトマスク２００のパターンを形成する。その中、各フォトマスクユニットにおけるカーボンナノチューブの間隙は２ｌであり、間隙の形状はストリップ状である。積層した二つのフォトマスクユニットにおけるカーボンナノチューブの間隙の投影の距離はｌである。
図５を参照すると、実施例３はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ３１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ３２、フォトマスク３００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク３００は順に積層された第二基板１１０と、カーボンナノチューブ層１２０と、第三基板１０９と、を含む。
Ｓ３３、紫外光１８０はフォトマスク３００を照射し且つ透過して、フォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ３４、フォトマスク３００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ３１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ３２、フォトマスク３００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク３００は順に積層された第二基板１１０と、カーボンナノチューブ層１２０と、第三基板１０９と、を含む。
Ｓ３３、紫外光１８０はフォトマスク３００を照射し且つ透過して、フォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ３４、フォトマスク３００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
実施例３のマイクロナノ構造体の製造方法は実施例１のマイクロナノ構造体の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。実施例３において、フォトマスク３００は順に積層された第二基板１１０と、カーボンナノチューブ層１２０と、第三基板１０９と、を含む。第三基板１０９の作用は第二基板１１０の作用と同じである。第三基板１０９の材料は第二基板１１０の材料と同じであってもよい。カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０と第三基板１０９との間に設置され、且つ第二基板１１０及び第三基板１０９とそれぞれ接触される。これにより、第二基板１１０と第三基板１０９はカーボンナノチューブ層１２０を固定し及び支持することができる。カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０と第三基板１０９との間に固く固定され、カーボンナノチューブ層１２０が存在する平面に及びカーボンナノチューブ層１２０と垂直する方向に、カーボンナノチューブ層１２０は移動しない。フォトマスク３００の製造方法は簡単であり、カバー層１３０を堆積させることをしなく、固定されたカーボンナノチューブ層１２０を有するフォトマスク３００が得られる。
図６を参照すると、実施例４はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ４１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ４２、フォトマスク４００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク４００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ４３、紫外光１８０でフォトマスク４００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ４４、フォトマスク４００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ４１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ４２、フォトマスク４００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク４００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ４３、紫外光１８０でフォトマスク４００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ４４、フォトマスク４００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
実施例４のマイクロナノ構造体の製造方法は実施例１のマイクロナノ構造体の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。実施例４において、フォトマスク４００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは一致し、且つお互いに重なる。フォトマスク４００は一つのフォトマスクユニットをすることができる。複数のフォトマスクユニットは組み合わせて使用される。金属クロムは紫外光への高い吸収率を有するので、第一パターン化クロム層１２２により、フォトマスク４００が紫外光への吸収率は高くなる。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは且つお互いに重なるので、紫外光はフォトマスク４００を透過する際、第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を設置する位置は第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を設置しない位置と比べて、紫外光への吸収率の差値を増大する。これにより、フォトマスク４００により製造するマイクロナノ構造体はより高い精度を有する。
図７を参照すると、実施例４におけるフォトマスク４００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。第一パターン化クロム層１２２は第二基板１１０の表面に被覆する。カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０と離れる第一パターン化クロム層１２２の表面に設置される。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは同じである。カバー層１３０は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面を被覆する。
具体的に、カバー層１３０はカーボンナノチューブ層１２０の表面を連続に且つ直接に被覆する。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは同じであるので、カバー層１３０は同時に第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を被覆する。第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０が被覆しない第二基板１１０はカバー層１３０に被覆される。カーボンナノチューブ層１２０の表面に沈積するカバー層１３０は、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０に固定できる。
実施例４におけるフォトマスク４００の構造は実施例１におけるフォトマスク１００の構造と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。フォトマスク４００において、第二基板１１０とカーボンナノチューブ層１２０との間に、第一パターン化クロム層１２２は設置される。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは一致である。紫外光に対して金属クロムは高い吸収率を有するので、第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０は共にマスクとして、紫外光に対しての吸収率は高くなることができる。これにより、紫外光はフォトマスク４００を透過する際、第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を設置する位置は第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を設置しない位置と比べて、紫外光に対しての吸収率の差値を増大する。これにより、フォトマスク４００によりマイクロナノ構造体を製造する際、マイクロナノ構造体の寸法はより高い精度を有する。さらに、第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０は共にマスクとして用いられるので、紫外光はマスクを照射する際、紫外光は散乱しにくい。これにより、マイクロナノ構造体はより高い精度を有する。
図８を参照すると、実施例４におけるフォトマスク４００の製造方法を提供する。フォトマスク４００の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ５１、第二基板１１０を提供し、第二基板１１０の表面にクロム層１２１を沈積する。
Ｓ５２、カーボンナノチューブ層１２０をクロム層１２１の表面に設置し、クロム層１２１の一部表面を露出させる。
Ｓ５３、カーボンナノチューブ層１２０をマスクとして、クロム層１２１をエッチングして、第一パターン化クロム層１２２を得る。
Ｓ５４、第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面にカバー層１３０を沈積する。
Ｓ５１、第二基板１１０を提供し、第二基板１１０の表面にクロム層１２１を沈積する。
Ｓ５２、カーボンナノチューブ層１２０をクロム層１２１の表面に設置し、クロム層１２１の一部表面を露出させる。
Ｓ５３、カーボンナノチューブ層１２０をマスクとして、クロム層１２１をエッチングして、第一パターン化クロム層１２２を得る。
Ｓ５４、第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面にカバー層１３０を沈積する。
ステップＳ５１において、第二基板１１０は実施例１〜３における第二基板１１０と同じである。第二基板１１０の表面にクロム層１２１を沈積する方法は制限されず、例えば、電子ビーム蒸着法、イオンビームスパッタリング法、原子層蒸着法、マグネトロンスパッタリング法、蒸着法或いは化学気相蒸着法であってもよい。クロム層１２１は第二基板１１０表面に連続に沈積する。クロム層１２１の厚さは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。本実施例において、クロム層１２１は蒸着法によって、第二基板１１０の表面に沈積する。クロム層１２１の厚さは２０ｎｍである。
ステップＳ５２において、カーボンナノチューブ層１２０の構造は実施例１〜３におけるカーボンナノチューブ層１２０の構造及び処理方法と同じである。カーボンナノチューブ層１２０の処理方法は実施例１〜３におけるカーボンナノチューブ層１２０の処理方法と同じである。有機溶剤によって、カーボンナノチューブ層１２０をクロム層１２１の表面に付着させ、カーボンナノチューブ層１２０の空隙と対応するクロム層１２１を露出させる。
ステップＳ５３において、クロム層１２１をエッチングする方法は第一基板１１５をエッチングする方法と同じである。クロム層１２１をエッチングして、第一パターン化クロム層１２２を得ること及びカーボンナノチューブ層１２０がエッチングする気体と反応しないことを保証できれば、基板の材料によって、エッチングする気体及びパラメータを選択できる。獲得する第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは一致である。
ステップＳ５４において、カバー層１３０の製造方法は実施例１〜３におけるカバー層１３０の製造方法と同じである。カバー層１３０はカーボンナノチューブ層１２０の表面に連続且つ直接に付着し、且つ第一パターン化クロム層１２２を被覆して、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０に固定させる。
図９を参照すると、実施例５はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ６１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ６２、フォトマスク５００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク５００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ６３、紫外光１８０でフォトマスク５００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ６４、フォトマスク５００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ６１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ６２、フォトマスク５００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク５００は第二基板１１０と、第一パターン化クロム層１２２と、カーボンナノチューブ層１２０と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ６３、紫外光１８０でフォトマスク５００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ６４、フォトマスク５００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
実施例５のマイクロナノ構造体の製造方法は実施例４のマイクロナノ構造体の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。実施例５のフォトマスク５００において、第一パターン化クロム層１２２は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面に被覆する。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは一致し、且つお互いに重なる。第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０は紫外光に対して高い吸収率を有するので、フォトマスク５００をマスクとして製造するマイクロナノ構造体はより高い精度を有する。
図１０を参照すると、実施例５におけるフォトマスク５００は第二基板１１０と、カーボンナノチューブ層１２０と、第一パターン化クロム層１２２と、カバー層１３０と、を含む。カーボンナノチューブ層１２０は第二基板１１０の表面に被覆する。第一パターン化クロム層１２２は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面に設置される。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは同じである。カバー層１３０は第二基板１１０と離れる第一パターン化クロム層１２２の表面を被覆する。
実施例５におけるフォトマスク５００の構造は実施例４におけるフォトマスク４００の構造と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。フォトマスク５００において、第一パターン化クロム層１２２は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面を被覆する。第一パターン化クロム層１２２のパターン及びカーボンナノチューブ層１２０のパターンは同じであるので、フォトマスク５００によって製造するマイクロナノ構造体の寸法はより高い精度を有する。
図１１を参照すると、実施例５におけるフォトマスク５００の製造方法を提供する。フォトマスク５００の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ７１、第四基板１０１を提供し、第四基板１０１の表面にカーボンナノチューブ層１２０を設置する。
Ｓ７２、第四基板１０１と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面にクロム層１２１を沈積し、クロム層１２１は第一パターン化クロム層１２２及び第二パターン化クロム層１２３を含み、第一パターン化クロム層１２２はカーボンナノチューブ層１２０の表面に沈積し、第二パターン化クロム層１２３はカーボンナノチューブ層１２０の空隙に対応する第四基板１０１の表面に沈積する。
Ｓ７３、第一パターン化クロム層１２２が沈積したカーボンナノチューブ層１２０を第四基板１０１の表面から第二基板１１０の表面に移動して、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０の表面に接触して設置させる。
Ｓ７４、第二基板１１０と離れる第一パターン化クロム層１２２の表面にカバー層１３０を沈積する。
Ｓ７１、第四基板１０１を提供し、第四基板１０１の表面にカーボンナノチューブ層１２０を設置する。
Ｓ７２、第四基板１０１と離れるカーボンナノチューブ層１２０の表面にクロム層１２１を沈積し、クロム層１２１は第一パターン化クロム層１２２及び第二パターン化クロム層１２３を含み、第一パターン化クロム層１２２はカーボンナノチューブ層１２０の表面に沈積し、第二パターン化クロム層１２３はカーボンナノチューブ層１２０の空隙に対応する第四基板１０１の表面に沈積する。
Ｓ７３、第一パターン化クロム層１２２が沈積したカーボンナノチューブ層１２０を第四基板１０１の表面から第二基板１１０の表面に移動して、カーボンナノチューブ層１２０を第二基板１１０の表面に接触して設置させる。
Ｓ７４、第二基板１１０と離れる第一パターン化クロム層１２２の表面にカバー層１３０を沈積する。
ステップＳ７２において、カーボンナノチューブ層１２０の表面にクロム層１２１を沈積する際、クロム層１２１の厚さはカーボンナノチューブ層１２０の厚さより小さく、クロム層１２１は非連続構造体であり、第一パターン化クロム層１２２及び第二パターン化クロム層１２３は間隔をあけて設置される。第一パターン化クロム層１２２はカーボンナノチューブ層１２０の表面のみを被覆する。第二パターン化クロム層１２３は第四基板１０１の一部の表面を被覆する。第四基板１０１の一部の表面はカーボンナノチューブ層１２０の空隙に対応する。
ステップＳ７３において、クロム層１２１は非連続構造体であるので、第一パターン化クロム層１２２が沈積したカーボンナノチューブ層１２０を第四基板１０１の表面から直接に離れることができる。第二パターン化クロム層１２３と第四基板１０１との結合力は第二パターン化クロム層１２３と第一パターン化クロム層１２２との結合力或いは第二パターン化クロム層１２３とカーボンナノチューブ層１２０との結合力より大きいので、第一パターン化クロム層１２２及びカーボンナノチューブ層１２０を転移した後、第二パターン化クロム層１２３の構造は破壊されない。これにより、第二パターン化クロム層１２３が沈積した第四基板１０１はフォトマスクとして使用できる。
図１２を参照すると、実施例６はマイクロナノ構造体の製造方法を提供する。マイクロナノ構造体の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ８１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ８２、フォトマスク６００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク６００は第二基板１１０と、カーボンナノチューブ複合構造体１４１と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ８３、紫外光１８０でフォトマスク６００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ８４、フォトマスク６００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
Ｓ８１、第一基板１５０を提供し、第一基板１５０の表面にフォトレジスト層１６０を設置する。
Ｓ８２、フォトマスク６００はフォトレジスト層１６０の表面を被覆し、フォトマスク６００は第二基板１１０と、カーボンナノチューブ複合構造体１４１と、カバー層１３０と、を含む。
Ｓ８３、紫外光１８０でフォトマスク６００を照射し且つ透過して、紫外光１８０はフォトレジスト層１６０に入射させ、フォトレジスト層１６０を露光させる。
Ｓ８４、フォトマスク６００をフォトレジスト層１６０の表面から除去し、露光されたフォトレジスト層１６０を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体１７０を獲得する。
実施例６のマイクロナノ構造体の製造方法は実施例４のマイクロナノ構造体の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。実施例６において、カーボンナノチューブ複合構造体１４１は第二基板１１０の表面に設置される。カーボンナノチューブ複合構造体１４１はカーボンナノチューブ層１２０及びカーボンナノチューブ層１２０を被覆するクロム層１２１を含む。具体的に、クロム層１２１はカーボンナノチューブ層１２０における各カーボンナノチューブを完全に被覆する。
図１３を参照すると、実施例６におけるフォトマスク６００は第二基板１１０と、カーボンナノチューブ複合構造体１４１と、カバー層１３０と、を含む。カーボンナノチューブ複合構造体１４１は第二基板１１０の表面に設置される。カーボンナノチューブ複合構造体１４１はカーボンナノチューブ層１２０及びカーボンナノチューブ層１２０を被覆するクロム層１２１を含む。カバー層１３０は第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ複合構造体１４１の表面を被覆する。
実施例６におけるフォトマスク６００の構造は実施例５におけるフォトマスク５００の構造と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。フォトマスク６００において、カーボンナノチューブ層１２０におけるカーボンナノチューブの表面のみはクロム層１２１によって覆われ、且つカーボンナノチューブ間の空隙はクロム層１２１によって覆われていない。クロム層１２１はカーボンナノチューブの表面のみを被覆してフォトマスク６００を形成する。これにより、フォトマスク６００によって製造するマイクロナノ構造体の寸法はより高い精度を有する。
図１４を参照すると、実施例６におけるフォトマスク６００の製造方法を提供する。フォトマスク６００の製造方法は以下のステップを含む。
Ｓ９１、カーボンナノチューブ複合構造体１４１を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体１４１はカーボンナノチューブ層１２０及びカーボンナノチューブ層１２０を被覆するクロム層１２１を含む。
Ｓ９２、第二基板１１０を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体１４１は第二基板１１０の表面に設置し、且つ第二基板１１０の一部の表面を露出させる。
Ｓ９３、第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ複合構造体１４１の表面にカバー層１３０を沈積する。
Ｓ９１、カーボンナノチューブ複合構造体１４１を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体１４１はカーボンナノチューブ層１２０及びカーボンナノチューブ層１２０を被覆するクロム層１２１を含む。
Ｓ９２、第二基板１１０を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体１４１は第二基板１１０の表面に設置し、且つ第二基板１１０の一部の表面を露出させる。
Ｓ９３、第二基板１１０と離れるカーボンナノチューブ複合構造体１４１の表面にカバー層１３０を沈積する。
実施例６のフォトマスク６００の製造方法は実施例５のフォトマスク５００の製造方法と基本的に同じであるが、異なる点は以下である。実施例６において、クロム層１２１はカーボンナノチューブ層１２０におけるカーボンナノチューブの表面を完全に被覆する。フォトマスク６００によってマイクロナノ構造体を製造する際、紫外光はフォトマスク６００を透過する時、紫外光はクロム層１２１を２回透過することでき、パターン化の構造体が紫外光に対しての吸収効果は優れている。
本発明のマイクロナノ構造体の製造方法において、カーボンナノチューブ及び金属クロムを採用する。カーボンナノチューブ及び金属クロムは紫外光に対しての吸収率が高く、紫外光に対しての透過率が低く、且つカーボンナノチューブ層は複数の微孔を含む。紫外光はフォトマスクを照射する際、カーボンナノチューブ、金属クロム及び微孔は紫外光に対しての透過率が異なることを利用して、パターン化のフォトマスクを製造でき、且つパターン化のマイクロナノ構造体を得ることができる。カバー層１３０を沈積することによって、カーボンナノチューブ層を第二基板に固定して、一体構造体を形成して、フォトマスクとして用いる。紫外光はフォトマスクを照射した後、フォトレジスト層からフォトマスクを移動しやすく、フォトマスクは繰り返し使用でき、コストを減少できる。
１００ ２００ ３００ ４００ ５００ フォトマスク
１０１ 第四基板
１０９ 第三基板
１１０ 第二基板
１２０ カーボンナノチューブ層
１２１ クロム層
１２２ 第一パターン化クロム層
１２３ 第二パターン化クロム層
１３０ カバー層
１４０ 複合層
１４１ カーボンナノチューブ複合構造体
１５０ 第一基板
１５２ マイクロナノ構造体
１６０ フォトレジスト層
１７０ フォトレジストマイクロナノ構造体
１８０ 紫外光
１９０ 予備層
１０１ 第四基板
１０９ 第三基板
１１０ 第二基板
１２０ カーボンナノチューブ層
１２１ クロム層
１２２ 第一パターン化クロム層
１２３ 第二パターン化クロム層
１３０ カバー層
１４０ 複合層
１４１ カーボンナノチューブ複合構造体
１５０ 第一基板
１５２ マイクロナノ構造体
１６０ フォトレジスト層
１７０ フォトレジストマイクロナノ構造体
１８０ 紫外光
１９０ 予備層
Claims (4)
- 基板と、カーボンナノチューブ複合構造体と、カバー層と、を含むフォトマスクであって、
前記カーボンナノチューブ複合構造体は前記基板の表面に設置され、前記カーボンナノチューブ複合構造体はカーボンナノチューブ層及び前記カーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブを被覆するクロム層を含み、
前記基板と離れる前記カーボンナノチューブ複合構造体の表面は前記カバー層に被覆されることを特徴とするフォトマスク。 - 前記基板は紫外光に対する透過率が６０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
- カーボンナノチューブ複合構造体を提供する第一ステップであって、前記カーボンナノチューブ複合構造体はカーボンナノチューブ層及び前記カーボンナノチューブ層におけるカーボンナノチューブを被覆するクロム層を含む第一ステップと、
基板を提供し、カーボンナノチューブ複合構造体を前記基板の表面に設置し、且つ前記基板の一部の表面を露出させる第二ステップと、
前記基板と離れる前記カーボンナノチューブ複合構造体の表面にカバー層を沈積する第三ステップと、
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 第一基板を提供し、第一基板の表面にフォトレジスト層が設置される第一ステップと、
請求項１に記載の前記フォトマスクで前記フォトレジスト層の表面を被覆する第二ステップと、
紫外光で前記フォトマスクを照射し、前記紫外光は前記フォトマスクを透過して、前記フォトレジスト層を露光させる第三ステップと、
前記フォトマスクを前記フォトレジスト層の表面から除去し、露光された前記フォトレジスト層を現像して、パターン化のフォトレジストマイクロナノ構造体を獲得する第四ステップと、
を含むことを特徴とするマイクロナノ構造体の製造方法。
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