[发明专利]利用灰度曝光生成微纳尺寸微型照片的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子束光刻技术领域，具体涉及利用电子束光刻技术生成微纳尺寸微型照片的方法。

背景技术

现有的电子束光刻主要集中于二维图形的制备，尽管在三维领域有若干结果，主要是集中在微米级别的结构中，并且由于微型照片对于精度，粗糙度等的要求相对较高，在微纳领域并未有所突破。

微纳尺寸的微型照片的制备只是这种方式的应用方式之一。相对于该方法，现有的三维电子束光刻具有以下缺点：（1）无法实现无规则图形的制备；（2）在微纳结构领域无明显优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种图形结构形貌可控、可实现大面积制造的生成微纳尺寸微型照片的方法。

本发明提供的生成微纳尺寸微型照片的方法，利用电子束光刻技术，具体步骤如下：

（1）利用Beamer软件形成曝光文件；

（2）清洗硅衬底，在衬底上旋涂2-5微米厚的PMMA胶，并烘烤使之硬化，烘烤温度为170-190摄氏度，时间为30-60分钟；

（3）使用电子束光刻机对于设计好的图形进行曝光；

（4）在22-24摄氏度的1:1-1:3的MIBK与IPA溶液中显影1-5分钟，随后立刻在IPA溶液中冲洗30-60秒。显影后不同厚度光刻胶具有不同的黑白灰度，从而生成微纳尺寸的微型照片。

本发明中，步骤（3）中，电子束光刻机的光刻剂量在对比度曲线趋近直线处。

本发明具有以下优点：

（1）具有纳米级别的分辨率。利用该方法制备的微纳尺寸的微型照片中对于原来照片的每一个像素都只有20-30纳米的尺寸，甚至可以更小，因而具有相当高的分辨率；

（2）可以进行复杂无规则微纳图形的制备。对于规则和不规则的微纳图形，该方法都有很好的应用空间；

（3）微纳图形结构的形貌可控。利用电子束光刻对图形的精确质量控制，可以改变图形任何细节的结构和形貌，从而实现光刻纳米图形分辨率，粗糙度等形貌特征的调节和优化；

（4）可实现大面积制造。单次曝光面积由图片的像素以及各像素所占面积决定，实现高效纳米图形制造。

附图说明

图1为在衬底上旋涂2.5微米厚的PMMA胶的图示。

图2为使用电子束光刻机对于设计好的图形进行曝光。

图3为微纳尺寸的3D微型照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步具体描述本发明。

本发明的具体操作步骤如下：

（1）利用Beamer软件形成曝光文件；

（2）清洗硅衬底，在衬底上旋涂2.5微米厚的PMMA胶，并烘烤使之硬化，烘烤温度为180摄氏度，时间为60分钟,参见图1；

（3）使用电子束光刻机对于设计好的图形进行曝光,参见图2；

（4）在23摄氏度的1:1的MIBK与IPA溶液中显影1分钟，随后立刻在IPA溶液中冲洗30秒。显影后不同厚度光刻胶具有不同的黑白灰度，从而生成微纳尺寸的3D微型照片,参见图3,分别为完成后样品的AFM顶视图与倾斜图。