[发明专利]一种光刻胶图形的制备方法

说明书

本发明提供了一种光刻胶图形的制备方法，包括下列步骤：步骤1)在基底上形成第一光刻胶层；步骤2)在所述第一光刻胶层上沉积掩膜层；步骤3)在所述掩膜层上形成第二光刻胶层；步骤4)利用双光束激光干涉曝光在所述第二光刻胶层上形成第二光刻胶图形；步骤5)将所述第二光刻胶图形转移到所述掩膜层上以形成掩膜图形；步骤6)以所述掩膜图形为掩膜，在所述第一光刻胶层上形成第一光刻胶图形。本发明的制备方法能够高效地获得大面积的纳米级图形结构，克服了激光干涉曝光装置固有的驻波效应对微纳级光刻胶图形的侧壁带来的影响。

技术领域

本发明涉及光刻领域，具体涉及一种光刻胶图形的制备方法。

背景技术

目前，主要采用光刻技术在平面基底上制备周期性图形结构。常用的光刻技术有接触式紫外光刻、步进式紫外光刻、电子束曝光、聚焦离子束曝光、激光干涉光刻技术等。接触式紫外光刻的成本低、效率高，但是分辨率只能到1微米左右的量级；步进式紫外光刻、电子束曝光和聚焦离子束曝光的分辨率可以达到几到几十纳米，但其设备非常昂贵，且为逐步扫描曝光，效率较低。激光干涉光刻技术则利用多光束激光干涉原理，采用相干光束之间的单次或多次曝光技术，能够以较低成本在大面积范围内高效地制备亚微米的光栅结构和二维阵列等精细图形结构，并且与微电子光刻工艺相兼容，符合纳米制备的产业化要求。

激光干涉曝光技术采用相干光的相位相干原理获得周期性图形结构。图1示出了激光干涉曝光制备亚微米级光刻胶图形的原理图。如图1所示，激光A在基底、光刻胶等多层结构传播，在不同传播介质中折射率存在差异，激光在不同介质界面处发生多次反射，由于入射光A和反射光B的叠加干涉，会在垂直于样品表面的方向上产生周期性的光强分布，即驻波效应。该驻波效应将使得光刻胶图形的侧壁形成周期性的波浪形结构。

图2是采用激光干涉曝光技术制备的光刻胶图形结构的扫描电镜图像，其中光刻胶的厚度为500纳米。从图2可以看出，光刻胶图形的侧壁具有周期性的波浪形结构，无法获得良好的周期性图形结构，极大地限制了激光干涉曝光技术的普遍应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种光刻胶图形的制备方法，包括下列步骤：

步骤1)在基底上形成第一光刻胶层；

步骤2)在所述第一光刻胶层上沉积掩膜层；

步骤3)在所述掩膜层上形成第二光刻胶层；

步骤4)利用双光束激光干涉曝光在所述第二光刻胶层上形成第二光刻胶图形；

步骤5)将所述第二光刻胶图形转移到所述掩膜层上以形成掩膜图形；

步骤6)以所述掩膜图形为掩膜，在所述第一光刻胶层上形成第一光刻胶图形。

优选的，所述第一光刻胶层的厚度为200纳米～2微米。

优选的，所述第一光刻胶层的厚度为400纳米～500纳米。

优选的，所述第二光刻胶层的厚度为50纳米～150纳米。

优选的，所述第二光刻胶层的厚度为80纳米～100纳米。

优选的，所述掩膜层的材料为金、铜、铝和镍中的任一种。

优选的，所述掩膜层的厚度为20纳米～50纳米。

优选的，在所述步骤5)中，利用干法刻蚀工艺同时刻蚀所述第二光刻胶图形和掩膜层。更优选的，刻蚀气体为氩气和氧气，刻蚀时间为2～5分钟。

优选的，在所述步骤6)中，利用干法刻蚀工艺同时刻蚀所述掩膜图形和第一光刻胶层。更优选的，刻蚀气体为氩气和氧气，刻蚀时间为2～5分钟。