[发明专利]一种扫描电镜测长用长度标准样品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米图形的加工技术领域，尤其涉及一种利用电子束曝光结合金属镀膜、剥离的方法制备扫描电镜测长用长度标准样品的方法。

背景技术

纳米长度的计量和检测是纳米技术研究中的一个关键性的基础测量学问题。如果不能测量，就更不可能制造，只有建立成功的测量学基础框架，才有可能实现研发和加工新的纳米材料、纳米器件和纳米产品的承诺。纵观国内外的纳米测量技术，目前能测量纳米长度的仪器虽然有多种，然而具备真正意义计量条件的仪器不多。扫描电镜在形态、结构观察的同时又能直接显示测量的长度，而且是少数几种有计量检定规程，有合理、合法标准样品，可以实现计量溯源的仪器。因此，扫描电镜是微米和纳米级长度测量中最佳的工具之一。

但要实现将扫描电镜用于精确测长，需要具有扫描电镜测长用的长度标准样品。周期性的栅格结构样品是对电子显微镜系统进行放大倍率校准和空间变形评定的最好的长度标准样品。如果栅距是使用可溯源的方法测量标定的，那么该栅格结构对扫描电镜系统就是可溯源的。扫描电镜测长用长度标准样品的主要要求有：1)在真空中及电子束重复照射下稳定；2)在扫描电镜图像中有较好的对比度；3)具有导电性；4)可清洗去除正常使用过程中产生的污染物而不会引起机械性破坏或变形失真等。目前国际上对该类样品的制作一般均在硅上进行干法刻蚀得到，如文献“测长用100nm栅距标准样品(100nm pitch standardcharacterization for metrology applications)，载于《Proceedings of SPIE》，2002，Vol.4689，558-564所公开”运用电子束曝光及干法刻蚀工艺在硅上得到了长度标准样品，该方法制备的样品在硅上形成栅格图形，对于高密度栅距样品，其刻蚀深度相应较浅较浅，因此，在扫描电镜中成像的对比度较差，从而影响测量结果的精度。

发明内容

有鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种扫描电镜测长用长度标准样品的制备方法，该方法制备的长度标准样品为硅衬底上的金属栅格，由于两种材料之间的差异，从而大大提高了标准样品在扫描电镜中的成像对比度，提高了样品的测量精度。

为达到上述目的，本发明提供一种扫描电镜测长用长度标准样品的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：对要制备图形的硅衬底样品进行清洗，然后对清洗干净的硅衬底样品进行烘烤处理以去除基片表面的水分；烘烤选择在120℃-150℃的热板上烘烤10分钟-30分钟；

步骤S2：将步骤S1清洗好的硅衬底样品放入涂胶机里，采用旋涂的方式对清洗好的硅衬底样品进行电子束抗蚀剂的涂覆，根据厚度的需要选择不同的旋涂速度，电子束抗蚀剂的厚度大于将来沉积金属厚度的两倍，旋涂结束后，利用热板或烘箱对涂覆电子束抗蚀剂的硅衬底样品进行烘烤，得到涂覆电子束抗蚀剂的样品，烘烤的温度由电子束抗蚀剂的类型决定；

步骤S3：利用电子束曝光设备对步骤S2的涂覆电子束抗蚀剂的硅衬底样品进行曝光，然后进行显影、定影，最后用干燥氮气将样品吹干得到具有电子束抗蚀剂图形的样品；

步骤S4：将步骤S3得到具有电子束抗蚀剂图形的样品放到金属镀膜设备中进行镀膜，得到具有金属膜的样品；

步骤S5：将步骤S4具有金属膜的样品用丙酮浸泡进行剥离，去除未曝光区域的抗蚀剂及其上面的金属，从而得到的扫描电镜测长用长度标准样品。

本发明的有益效果：本发明的方法制备的长度标准样品为硅衬底上的金属栅格，由于两种材料之间的差异，从而大大提高了标准样品在扫描电镜中的成像对比度，提高了样品的测量精度。

附图说明

图1是本发明提供的扫描电镜测长用长度标准样品的制作方法流程图。

图2是依照本发明实施例实现的硅衬底上Au栅格结构的SEM照片。

图3是依照本发明实施例实现的硅衬底上Pt栅格结构的SEM照片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1示出本发明扫描电镜测长用长度标准样品的制备流程图，示出了硅衬底样品1，电子束抗蚀剂层2，蒸镀的金属层3，本发明方法的实现步骤包括：

步骤S1：样品清洗：对要制备图形的硅衬底样品1进行清洗，然后对清洗干净的硅衬底样品1进行烘烤处理以去除基片表面的水分；烘烤可以选择在120℃-150℃的热板上烘烤10分钟-30分钟；