[發(fā)明專利]金屬納米結(jié)構(gòu)及其離子束刻蝕加工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211076513.1
• 申請(qǐng)日: 2022-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN115440585A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅先剛;高平;岳偉生;張濤;趙博文;蒲明博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01L21/3213
• 分類號(hào): H01L21/3213;H01L21/3065;H01L21/308
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王文思

1.一種使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

S1，將待加工樣品置于離子束刻蝕設(shè)備中，所述待加工樣品自下而上依次包括襯底、金屬膜層和光刻膠納米圖形層，所述光刻膠納米圖形層暴露出所述金屬膜層的刻蝕區(qū)；

S2，使用離子束刻蝕所述金屬膜層的刻蝕區(qū)，所述刻蝕的時(shí)間為第一時(shí)長(zhǎng)t₁；

S3，間歇所述離子束刻蝕，所述間歇的時(shí)間為第二時(shí)長(zhǎng)t₂；

S4，重復(fù)所述S2～S3，直至刻蝕深度達(dá)到目標(biāo)厚度；

S5，去除所述光刻膠納米圖形層，得到目標(biāo)金屬納米結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S1還包括制備所述待加工樣品，包括：

S11，清洗所述襯底；

S12，在所述襯底表面沉積一層金屬得到所述金屬膜層；

S13，在所述金屬膜層上涂覆光刻膠，曝光、顯影得到所述光刻膠納米圖形層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S12之前還包括：

在所述襯底表面沉積增粘層，以提高所述襯底與所述金屬膜層之間的粘附性。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S11中的襯底包括石英、硅片、藍(lán)寶石中的一種；

所述S12中的金屬包括鉻、金和銀中的一種；

所述S13中的光刻膠包括正性光刻膠或負(fù)性光刻膠。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S2中第一時(shí)長(zhǎng)t₁的范圍為5s≤t₁≤250s；所述S3中第二時(shí)長(zhǎng)t₂的范圍為5s≤t₂≤250s；且t₂≥t₁。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S4中重復(fù)所述S2～S3的次數(shù)大于3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S5中去除所述光刻膠納米圖形層包括：

S51，利用氧等離子體去除所述光刻膠納米圖形層；

S52，濕法清洗所述待加工樣品，得到目標(biāo)金屬納米結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述S5中得到的目標(biāo)金屬納米結(jié)構(gòu)包括金屬納米圓孔、金屬納米方孔、金屬納米槽、金屬納米縫隙和金屬納米點(diǎn)陣中的一種；

所述金屬納米結(jié)構(gòu)的特征尺寸范圍為5nm～100nm。

9.一種金屬納米結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬納米結(jié)構(gòu)為根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法加工得到。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項(xiàng)所述的使用離子束刻蝕加工金屬納米結(jié)構(gòu)的方法在紫外光刻鉻掩模版加工、金屬等離子納米結(jié)構(gòu)加工、金屬納米天線加工、超表面加工中的應(yīng)用。