[发明专利]一种基于写场套刻精确制作微电极的方法

摘要

本发明公开了一种基于写场套刻精确制作微电极的方法，可以为宽度在1微米以下的单根纳米线上制作间距几十至几百纳米的霍尔电极提供便利；通过以高倍扫描照片为依据绘制电极图，提高电极图形的精确定位；利用写场套刻，采用不同的参数曝光，保证图形精度：用小写场曝光纳米尺寸的电极线图形，精度高；用大写场曝光微米尺寸的电极头图形，时间短；每个写场用对应的标记校准，保证定位的精确性。并行使用两种方法制作标记，效率高：利用紫外曝光曝光时间短面积大的特点，制作大尺寸图形的校准标记；利用电子束曝光精度高的优势，制作小尺寸图形的校准标记。

主权项

1.一种基于写场套刻制作微电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、带数字紫外标记硅片的制作，具体为：绘制标记图形，标记图形以阵列的形式在平面内排布，得到掩模板；将硅片旋涂光刻胶，通过紫外曝光机，将掩模板上的标记图形曝光转移到硅片的光刻胶上；再通过显影和金属沉积过程，将掩模板上标记图形对应的位置上沉积金属，如此获得带有紫外标记的硅片；步骤二，采集含纳米材料的扫描照片；将表面含有纳米材料的硅片放入电子束曝光机中，打开电子束开关，将目标纳米材料移至视野，拍摄扫描照片；其中，在拍摄所述扫描照片前，在硅片上找到目标纳米材料周围临近的4个标记图形，确定目标纳米材料周围4个标记图形的中心与扫描照片的中心重合后，再进行拍摄；步骤三、在画图软件中，插入步骤二得到的扫描照片，并设置两个绘制层：电极层及校准层；在电极层中，依据纳米材料的位置，绘制纳米材料的电极的起始线、连接部分以及电极头图形并分别存到三个不同的文件中；在电极的起始线的周围，绘制能够刚好包围电极起始线并在50μm写场范围内的四个小标记图形先绘制用于校准小标记的校准图形：在硅片上找到四个小标记图形外围最邻近的4个紫外标记，然后在校准层绘制四个方框，方框的中心正好与对应的紫外标记图形的中心重合；再绘制电极三部分图形的校准方框：在电极的起始线周围的四个小标记图形上绘制一组共四个方框，每个方框的中心正好与对应的小标记图形的中心重合；找到电极的连接线和电极头图形各自周围最相邻的四个紫外标记图形，分别为电极的连接部分以及电极头图形绘制一组共四个方框，每组方框的中心正好与对应的紫外标记图形的中心重合；步骤四，将带着纳米材料的硅片，旋涂PMMA胶；将电子束移到曝光区域中心；曝光校准层中小标记图形外围的四个方框，当电子束扫描到方框处，打开电子束开关；如果方框图形中心偏离硅片上紫外标记中心，调整方框中心的位置，然后继续曝光，直到方框图形中心对准紫外标记中心，如此完成中心校准；此时电子束位于曝光区域中心；设置合适的写场，曝光电极层中小标记图形，完成后取出硅片，通过显影，在硅片上完成小标记图形制备；步骤五、将步骤四处理过的带着纳米材料的硅片再次放入曝光机中；设置合适的写场及曝光参数，然后曝光校准层中电极起始部分图形周围的四个方框，当电子束进行到方框处电子束打开，判断方框图形中心是否对准小标记的中心，如果未对准，调整方框中心位置，直到两者的中心重合，完成中心校准；然后曝光电极层中极起始线图形；随后设置合适的写场及曝光参数，曝光校准层中电极连接部分图形周围的四个方框，并利用该四个方框以及硅片上对应的紫外标记图形进行电子束中心校准，然后曝光电极层中电极连接部分图形；随后设置合适的写场及曝光参数，曝光校准层中电极头图形周围的四个方框，并利用该四个方框以及硅片上对应的紫外标记图形进行中心校准，然后曝光电极层中电极头图形；步骤六、最后再通过显影和金属沉积过程，在硅片中各曝光图形对应的位置沉积金属，完成微电极制备。