[发明专利]一种灰度曝光制备2.5D微纳结构的方法

权利要求书

1.一种灰度曝光制备2.5D微纳结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将2.5D微纳结构的高度分成2^N个等级，建立对应的N张二元曝光版图，其中N＞1；再获取所述N张二元曝光版图的并集，建立一个额外的补偿版图；

S2.在硅片上旋涂光刻胶后进行N+1次分层曝光，获取包含2^N种高度的光刻胶层；

S3.以光刻胶层作掩膜进行干法刻蚀制备纳米压印模板，将所述纳米压印模板上的2.5D结构转移至热固化透明软膜上，并在衬底上旋涂紫外固化压印胶；

S4.通过纳米压印方法将热固化透明软膜上的2.5D结构转移至紫外固化压印胶上；

S5.以紫外固化压印胶为掩膜，利用干法刻蚀方法，将紫外固化压印胶上的2.5D图形转移至衬底上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，建立对应的N张二元曝光版图包括：

将所述2.5D微纳结构的高度连续N次除以2取相应的余数，从而得到N张二元曝光版图。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，第1次曝光的剂量D₀为刚好全部未曝光剂量，D₀值为2μC/cm²～200μC/cm²；刚好全部曝光的剂量D_t与光刻胶的厚度和类型有关，取值为200μC/cm²～400μC/cm²。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，第2～N次电子束曝光的曝光剂量D_N为刚好全部曝光的剂量减去刚好全部未曝光剂量后再除以2的N-1次方，即：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2中，第2～N+1次曝光的电流在0.1nA～20nA范围内逐步递增。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述光刻胶为电子束光刻胶或紫外光刻胶，所述分层曝光为电子束曝光或紫外掩膜套刻对准曝光。

7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤S2中干法刻蚀的气体包括O₂、SF₆和C₄F₈；O₂的气流量为5～30sccm，SF₆的气流量为5～20sccm，C₄F₈的气流量为5～50sccm；干法刻蚀的腔内压强为4～40mTorr；射频功率为：5～30W；感应耦合功率为300～1500W。