[發明專利]一種光刻膠圖形的制備方法

在審

• 申請號: 201810324138.5
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN110376845A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 樂艮;賈海強;陳弘
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

本發明提供了一種光刻膠圖形的制備方法，包括下列步驟：步驟1)在基底上形成第一光刻膠層；步驟2)在所述第一光刻膠層上沉積掩膜層；步驟3)在所述掩膜層上形成第二光刻膠層；步驟4)利用雙光束激光干涉曝光在所述第二光刻膠層上形成第二光刻膠圖形；步驟5)將所述第二光刻膠圖形轉移到所述掩膜層上以形成掩膜圖形；步驟6)以所述掩膜圖形為掩膜，在所述第一光刻膠層上形成第一光刻膠圖形。本發明的制備方法能夠高效地獲得大面積的納米級圖形結構，克服了激光干涉曝光裝置固有的駐波效應對微納級光刻膠圖形的側壁帶來的影響。

技術領域

本發明涉及光刻領域，具體涉及一種光刻膠圖形的制備方法。

背景技術

目前，主要采用光刻技術在平面基底上制備周期性圖形結構。常用的光刻技術有接觸式紫外光刻、步進式紫外光刻、電子束曝光、聚焦離子束曝光、激光干涉光刻技術等。接觸式紫外光刻的成本低、效率高，但是分辨率只能到1微米左右的量級；步進式紫外光刻、電子束曝光和聚焦離子束曝光的分辨率可以達到幾到幾十納米，但其設備非常昂貴，且為逐步掃描曝光，效率較低。激光干涉光刻技術則利用多光束激光干涉原理，采用相干光束之間的單次或多次曝光技術，能夠以較低成本在大面積范圍內高效地制備亞微米的光柵結構和二維陣列等精細圖形結構，并且與微電子光刻工藝相兼容，符合納米制備的產業化要求。

激光干涉曝光技術采用相干光的相位相干原理獲得周期性圖形結構。圖1示出了激光干涉曝光制備亞微米級光刻膠圖形的原理圖。如圖1所示，激光A在基底、光刻膠等多層結構傳播，在不同傳播介質中折射率存在差異，激光在不同介質界面處發生多次反射，由于入射光A和反射光B的疊加干涉，會在垂直于樣品表面的方向上產生周期性的光強分布，即駐波效應。該駐波效應將使得光刻膠圖形的側壁形成周期性的波浪形結構。

圖2是采用激光干涉曝光技術制備的光刻膠圖形結構的掃描電鏡圖像，其中光刻膠的厚度為500納米。從圖2可以看出，光刻膠圖形的側壁具有周期性的波浪形結構，無法獲得良好的周期性圖形結構，極大地限制了激光干涉曝光技術的普遍應用。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種光刻膠圖形的制備方法，包括下列步驟：

步驟1)在基底上形成第一光刻膠層；

步驟2)在所述第一光刻膠層上沉積掩膜層；

步驟3)在所述掩膜層上形成第二光刻膠層；

步驟4)利用雙光束激光干涉曝光在所述第二光刻膠層上形成第二光刻膠圖形；

步驟5)將所述第二光刻膠圖形轉移到所述掩膜層上以形成掩膜圖形；

步驟6)以所述掩膜圖形為掩膜，在所述第一光刻膠層上形成第一光刻膠圖形。

優選的，所述第一光刻膠層的厚度為200納米～2微米。

優選的，所述第一光刻膠層的厚度為400納米～500納米。

優選的，所述第二光刻膠層的厚度為50納米～150納米。

優選的，所述第二光刻膠層的厚度為80納米～100納米。

優選的，所述掩膜層的材料為金、銅、鋁和鎳中的任一種。

優選的，所述掩膜層的厚度為20納米～50納米。

優選的，在所述步驟5)中，利用干法刻蝕工藝同時刻蝕所述第二光刻膠圖形和掩膜層。更優選的，刻蝕氣體為氬氣和氧氣，刻蝕時間為2～5分鐘。

優選的，在所述步驟6)中，利用干法刻蝕工藝同時刻蝕所述掩膜圖形和第一光刻膠層。更優選的，刻蝕氣體為氬氣和氧氣，刻蝕時間為2～5分鐘。