[發明專利]一種光柵刻蝕方法

在審

• 申請號: 201710239753.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN108732666A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 焦慶斌;譚鑫;巴音賀希格;齊向東;高勝英
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供的光柵刻蝕方法，在單晶硅基底上生長抗蝕層后涂覆光刻膠并前烘；利用紫外曝光顯影在單晶硅基底表面進行扇形光刻膠掩模圖形的制備；利用抗蝕層腐蝕劑以及單晶硅刻蝕液將扇形光刻膠掩模圖形轉移至單晶硅基底上，利用扇形掩模圖形內不同矩形條對應刻蝕現象不同確定單晶硅基底的晶向；確定單晶硅基底的晶向后，利用紫外曝光顯影進行正式光柵光刻膠掩模圖形的制作；利用抗蝕層腐蝕劑將正式光柵光刻膠掩模圖形轉移至抗蝕層上得到抗蝕層掩模圖形并對抗蝕層掩模圖形進行光刻膠去除；利用單晶硅刻蝕液將抗蝕層掩模圖形轉移至單晶硅基底上，對單晶硅基底進行清潔處理，有效提高光柵縱橫刻蝕速率比，對制作出高深寬比的光柵具有直接的重要價值。

技術領域

本發明涉及光譜技術領域，特別涉及一種光柵刻蝕方法。

背景技術

以X射線光柵為色散元件的光柵譜儀具有質量輕、結構簡單、光譜范圍寬、系統對準容易等優點，近年來在激光等離子體診斷和天文物理等領域中得到了重要應用。國家將數字診療裝備研發重點專項列入十三五重點發展中來，其中相襯CT設備用X射線光柵作為核心元器件成為重點攻克對象。

為減小X射線光柵對X射線的吸收，提高光柵衍射效率，需要所制備光柵具有較高深寬比。提高刻蝕速率比(縱橫刻蝕速率比)是能夠獲得高深寬比的唯一有效途徑。現階段，縱橫刻蝕速率比最高只能達到1：188，這一比值尚不能滿足X射線光柵進一步提高深寬比的要求。所以尋求一種方法進一步提高縱橫刻蝕速率比對實現高深寬比X射線的制作意義重大。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種光柵刻蝕方法，可以有效提高X射線光柵縱橫刻蝕速率比，對制作出高深寬比的X射線光柵具有直接的重要價值。

本發明提供一種光柵刻蝕方法，所述方法包括：

在單晶硅基底上生長抗蝕層后涂覆光刻膠并前烘；

利用紫外曝光顯影在所述單晶硅基底表面進行扇形光刻膠掩模圖形的制備；

利用抗蝕層腐蝕劑以及單晶硅刻蝕液將扇形光刻膠掩模圖形轉移至單晶硅基底上，利用扇形掩模圖形內不同矩形條對應刻蝕現象不同確定所述單晶硅基底的晶向；

確定所述單晶硅基底的晶向后，利用紫外曝光顯影進行正式光柵光刻膠掩模圖形的制作；

利用抗蝕層腐蝕劑將所述正式光柵光刻膠掩模圖形轉移至抗蝕層上得到抗蝕層掩模圖形并對所述抗蝕層掩模圖形進行光刻膠去除；

利用單晶硅刻蝕液將所述抗蝕層掩模圖形轉移至單晶硅基底上，對所述單晶硅基底進行清潔處理。

可選地，所述在單晶硅基底上生長抗蝕層后涂覆光刻膠并前烘，包括：

采用區熔法制備的單晶硅基底，對硅片利用一號標準清洗液和二號標準清洗液清洗后在單晶硅基底表面生長一層厚度為80納米的抗蝕層；

采用旋涂法在長有抗蝕層的所述單晶硅基底表面涂覆厚為600納米的光刻膠，旋涂速度3000rpm，旋涂時間30s；

將已涂覆光刻膠的硅基底放入烘箱進行前烘處理，烘箱溫度90℃，前烘時間20mins。

可選地，所述利用紫外曝光顯影在所述單晶硅基底表面進行扇形光刻膠掩模圖形的制備，包括：

利用紫外曝光機將扇形掩模板圖形利用曝光方式記錄于光刻膠上，利用3‰的NaOH溶液對光刻膠進行顯影，以實現扇形光刻膠掩模制備。

可選地，所述利用抗蝕層腐蝕劑以及單晶硅刻蝕液將扇形光刻膠掩模圖形轉移至單晶硅基底上，利用扇形掩模圖形內不同矩形條對應刻蝕現象不同確定所述單晶硅基底的晶向，包括：

顯影后利用緩沖氫氟酸刻蝕液對抗蝕層進行刻蝕，刻蝕時間60s，刻蝕溫度20℃，將扇形光刻膠掩模圖形轉移至抗蝕層；