利用灰度曝光生成微納尺寸微型照片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子束光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用電子束光刻技術(shù)生成微納尺寸微型照片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電子束光刻主要集中于二維圖形的制備，盡管在三維領(lǐng)域有若干結(jié)果，主要是集中在微米級別的結(jié)構(gòu)中，并且由于微型照片對于精度，粗糙度等的要求相對較高，在微納領(lǐng)域并未有所突破。
[0003]微納尺寸的微型照片的制備只是這種方式的應(yīng)用方式之一。相對于該方法，現(xiàn)有的三維電子束光刻具有以下缺點(diǎn):(1)無法實(shí)現(xiàn)無規(guī)則圖形的制備；(2)在微納結(jié)構(gòu)領(lǐng)域無明顯優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種圖形結(jié)構(gòu)形貌可控、可實(shí)現(xiàn)大面積制造的生成微納尺寸微型照片的方法。
[0005]本發(fā)明提供的生成微納尺寸微型照片的方法，利用電子束光刻技術(shù)，具體步驟如下:
(O利用Beamer軟件形成曝光文件；
(2)清洗硅襯底，在襯底上旋涂2-5微米厚的PMMA膠，并烘烤使之硬化，烘烤溫度為170-190攝氏度，時間為30-60分鐘；
(3)使用電子束光刻機(jī)對于設(shè)計好的圖形進(jìn)行曝光；
(4)在22-24攝氏度的1:1-1:3的MIBK與IPA溶液中顯影1_5分鐘，隨后立刻在IPA溶液中沖洗30-60秒。顯影后不同厚度光刻膠具有不同的黑白灰度，從而生成微納尺寸的微型照片。
[0006]本發(fā)明中，步驟(3)中，電子束光刻機(jī)的光刻劑量在對比度曲線趨近直線處。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)具有納米級別的分辨率。利用該方法制備的微納尺寸的微型照片中對于原來照片的每一個像素都只有20-30納米的尺寸，甚至可以更小，因而具有相當(dāng)高的分辨率；
(2)可以進(jìn)行復(fù)雜無規(guī)則微納圖形的制備。對于規(guī)則和不規(guī)則的微納圖形，該方法都有很好的應(yīng)用空間；
(3)微納圖形結(jié)構(gòu)的形貌可控。利用電子束光刻對圖形的精確質(zhì)量控制，可以改變圖形任何細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)和形貌，從而實(shí)現(xiàn)光刻納米圖形分辨率，粗糙度等形貌特征的調(diào)節(jié)和優(yōu)化；
(4)可實(shí)現(xiàn)大面積制造。單次曝光面積由圖片的像素以及各像素所占面積決定，實(shí)現(xiàn)高效納米圖形制造。
【附圖說明】
[0008]圖1為在襯底上旋涂2.5微米厚的PMMA膠的圖示。
[0009]圖2為使用電子束光刻機(jī)對于設(shè)計好的圖形進(jìn)行曝光。
[0010]圖3為微納尺寸的3D微型照片。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步具體描述本發(fā)明。
[0012]本發(fā)明的具體操作步驟如下:
(O利用Beamer軟件形成曝光文件；
(2)清洗硅襯底，在襯底上旋涂2.5微米厚的PMMA膠，并烘烤使之硬化，烘烤溫度為180攝氏度，時間為60分鐘，參見圖1 ;
(3)使用電子束光刻機(jī)對于設(shè)計好的圖形進(jìn)行曝光，參見圖2;
(4)在23攝氏度的1:1的MIBK與IPA溶液中顯影I分鐘，隨后立刻在IPA溶液中沖洗30秒。顯影后不同厚度光刻膠具有不同的黑白灰度，從而生成微納尺寸的3D微型照片，參見圖3，分別為完成后樣品的AFM頂視圖與傾斜圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用灰度曝光生成微納尺寸微型照片的方法，其特征在于具體步驟如下: (O利用Beamer軟件形成曝光文件； (2)清洗硅襯底，在襯底上旋涂2-5微米厚的PMMA膠，并烘烤使之硬化，烘烤溫度為170-190攝氏度，時間為30-60分鐘； (3)使用電子束光刻機(jī)對于設(shè)計好的圖形進(jìn)行曝光； (4)在22-24攝氏度的1:1-1:3的MIBK與IPA溶液中顯影1_5分鐘，隨后立刻在IPA溶液中沖洗30-60秒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，電子束光刻機(jī)的光刻劑量在對比度曲線趨近直線處。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子束光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用灰度曝光生成微納尺寸微型照片的方法。本發(fā)明步驟包括：首先利用Beamer軟件形成曝光文件，而后在硅片表面旋涂上一層光刻膠，利用電子束光刻，經(jīng)過顯影后得到微納尺寸的微型照片。本發(fā)明利用電子束光刻曝光光刻膠，顯影后不同厚度光刻膠具有不同的黑白灰度，從而生成微納尺寸的微型照片。本發(fā)明方法對微納圖形結(jié)構(gòu)的形貌可控，生成的微型照片具有納米級別的分辨率，并可實(shí)現(xiàn)大面積制造。
【IPC分類】B81C1/00
【公開號】CN105000531
【申請?zhí)枴緾N201510322327
【發(fā)明人】陳宜方, 徐晨
【申請人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月13日