[發明專利]一種基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法

有效

• 申請號: 201110061444.2
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102681335A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李海亮;謝常青;牛潔斌;朱效立;史麗娜;劉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/30;G02B5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及半導體學中的微細加工技術領域，特別是一種基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法。?

背景技術

位相型衍射光學元件指的是光波通過光學元件后，振幅無變化但位相有周期性的改變，從而改變光的衍射的光學器件。目前，制作位相型透射光學元件的方法也有很多，主要的方法還是在石英襯底上制作光刻膠圖形，以光刻膠作為掩蔽，然后利用等離子體干法刻蝕石英達到一定的深度起到位相調制的作用。?

雖然這種方法工藝步驟簡單，但是由于石英的干法刻蝕往往會造成刻蝕出來的圖形底部非常粗糙，并且刻蝕后的光刻膠掩蔽很難去除，對位相調制的結果有很大的影響。?

利用濕法腐蝕曝光后的SU-8負性光刻膠制備位相型衍射光學元件同普通的半導體工藝相兼容，是一種簡單且方便的工藝方法。?

發明內容

(一)要解決的技術問題?

本發明的主要目的是提出一種基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法，以解決常規干法刻蝕工藝制造出來的位相型衍射光學元件圖形底部粗糙和光刻膠掩蔽很難去除的問題。?

(二)技術方案?

為達到上述目的，本發明提供了一種基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法，該方法利用SU-8負性光刻膠形成衍射光學元件光刻膠圖形，之后通過旋涂無機負性電子束光刻抗蝕劑HSQ，對樣品進行X射線輻照使無機負性電子束光刻抗蝕劑HSQ轉變為類石英，最后通過濃硫酸?和雙氧水的混合液去除SU-8負性光刻膠形成位相型衍射光學元件。?

所述的基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法，其步驟如下：?

步驟1：在清洗過的石英襯底上旋涂SU-8負性光刻膠；?

步驟2：利用接近式紫外光刻對SU-8負性光刻膠進行光刻，并經過曝光和顯影，在SU-8負性光刻膠上制備出衍射光學元件圖形；?

步驟3：旋涂無機負性電子束抗蝕劑HSQ；?

步驟4：對樣品在同步輻射光刻站上進行X射線輻照，使得無機負性電子束抗蝕劑HSQ變性為類石英；?

步驟5：在濃硫酸和雙氧水混合液中，去除輻照后的SU-8負性光刻膠，形成位相型衍射光學元件。?

上述方案中，步驟1中所述旋涂SU-8負性光刻膠時，SU-8負性光刻膠的厚度在滿足后續工藝要求的前提下，越厚越好，有利于提高后面濕法腐蝕的速度。?

上述方案中，步驟2中所述利用接近式紫外光刻對SU-8負性光刻膠進行光刻，并經過曝光和顯影，形成光刻膠圖形，由于SU-8負性光刻膠的分辨率在200nm，因此所制備的光刻膠圖形最小尺寸大于200nm。?

上述方案中，步驟3中所述旋涂無機負性電子束抗蝕劑HSQ時，調整涂膠機轉速，控制無機負性電子束抗蝕劑HSQ的厚度小于SU-8負性光刻膠圖形的厚度。?

上述方案中，步驟5中所述濃硫酸和雙氧水的摩爾比為1∶1，在溫度為100℃的條件下，將樣品浸入該濃硫酸和雙氧水混合液中，去除輻照后的SU-8負性光刻膠，形成位相型衍射光學元件。?

(三)有益效果?

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：?

本發明提供的這種基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法，利用濃硫酸和雙氧水濕法腐蝕去除X射線曝光后SU-8負性光刻膠得到位相型衍射光學元件。該方法快速有效地去除了X射線曝光后的SU-8負性光刻膠，并且在X射線曝光的同時將HSQ轉變為類石英，可以制備出石英底部非常光滑的位相型衍射光學元件。這種方法具有穩定可靠且與傳統的?光刻工藝相兼容的優點。?

附圖說明

為了更進一步說明本發明的內容，以下結合實施例子，對本發明做詳細描述。?

圖1是本發明提供的基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法流程圖；?

圖2-1至圖2-5是依照本發明實施例基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的的工藝流程圖。?

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。?

本發明提供的基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法，是在石英襯底上通過接近式曝光得到SU-8負性光刻膠圖形，然后旋涂無機負性電子束光刻抗蝕劑HSQ電子束抗蝕劑，經過X射線輻照后利用濃硫酸和雙氧水混合液去除曝光后的SU-8負性光刻膠，完成位相型衍射光學元件的制作。?

如圖1所示，圖1是本發明提供的基于濕法腐蝕制備位相型衍射光學元件的方法流程圖，該方法包括以下步驟：?