[发明专利]一种曝光抗蚀剂改性工艺及液相微纳加工设备

说明书

本发明提供了一种曝光抗蚀剂改性工艺及液相微纳加工设备，所述曝光抗蚀剂改性工艺包括制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜，对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的极化通路进行连接，对带有待加工图案的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜进行曝光，对加工图案的显影以及定影，将定影之后的带有加工图案的PMMA薄膜，用氮气枪吹出表面的水分，完成PMMA薄膜的改性工作。本发明在对PMMA改性时，使用本发明的改性技术—电压改性，达到或等同了电子束流曝光的效果。

技术领域

本发明属于液相微纳加工技术领域，具体涉及一种曝光抗蚀剂改性工艺及液相微纳加工设备。

背景技术

微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术。微纳加工技术包括光刻技术、电子束曝光技术和离子束加工技术。随着现代科技进步，光刻技术进一步探索更小的尺度，最新研究甚至达到了5nm的尺度，但是光刻技术的实现需要繁复且精密的步骤以及昂贵的极紫外光刻机设备。由于光刻技术要求极高技术复杂度，在将光刻技术向微纳尺度推进或推广应用的进程中，遇到很多问题和障碍。由于现实生产的需要或更广领域的生产需要，迫切需要微纳加工技术应该朝着更加易用和更容易获取的方向发展。

电子束曝光技术可以作为光刻技术的延伸，电子束曝光技术基本原理是电子束在入射过程中产生的二次电子(区别于入射电子)能量和抗蚀剂中的单个化学键键能相近，促抗蚀剂量(PMMA)产生断链或者交联，产生光刻效果。

电子束和光刻都能达到很高的精度，光刻技术的高精度需要复杂的设备以及复杂的技术，在同样精度的情况下(10nm)，且不需要量的情况下，很明显电子束曝光是更加灵活的方式。

尽管电子束曝光技术有着很高的分辨率，但是机器设备昂贵且迭代周期长等上述问题，为了克服机器设备昂贵且迭代周期长等技术问题，需要研究一种新型使抗蚀剂改性的方法，在不利用电子束的情况下，使抗蚀剂改性，从而达到“曝光”的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人经过多次设计和研究，提供了一种曝光抗蚀剂改性工艺及液相微纳加工设备。

依据本发明技术方案的第一方面，提供一种曝光抗蚀剂改性工艺，其包括以下步骤：

步骤S1,制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜；

步骤S2，对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的极化通路进行连接；

步骤S3，对带有待加工图案的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜进行曝光；

步骤S4，对加工图案的显影以及定影；

步骤S5，将定影之后的带有加工图案的PMMA薄膜，用氮气枪吹出表面的水分，完成PMMA薄膜的改性工作。

其中，制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜具体包括以下步骤：将镀有金层的硅片放置于匀胶机中，将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均匀旋涂在镀有金层的硅片上；并将旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的镀有金层的硅片放置于热板中，烘烤20分钟(min)-60分钟，将PMMA溶液中的溶剂烤干，留下PMMA薄膜。

此外地，对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的极化通路进行连接具体包括以下步骤：将通过PMMA薄膜基底的电极与偏压电源的负极相连接，在PMMA薄膜上方，利用拉制仪，拉制出2μm的纳米移液器，注入缓冲溶液；然后通过氯化银电极连接偏压电源。

进一步地，对带有待加工图案的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜进行曝光具体包括以下步骤：控制纳米移液器，使得纳米移液器接触带有金层的PMMA，施加小于2V的电压，保持恒压作用一定时间，依据控制系统所给的位移和速度参数，控制纳米移液器横向或者纵向移动。