CN117373909A - 一种多层金属微纳结构制备方法 - Google Patents

一种多层金属微纳结构制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117373909A
CN117373909A CN202311396847.1A CN202311396847A CN117373909A CN 117373909 A CN117373909 A CN 117373909A CN 202311396847 A CN202311396847 A CN 202311396847A CN 117373909 A CN117373909 A CN 117373909A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoresist layer
layer
thin
upper side
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311396847.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李澧
倪明阳
隋永新
杨怀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Guowang Optical Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Guowang Optical Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Guowang Optical Technology Co ltd filed Critical Beijing Guowang Optical Technology Co ltd
Priority to CN202311396847.1A priority Critical patent/CN117373909A/zh
Publication of CN117373909A publication Critical patent/CN117373909A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多层金属微纳结构制备方法，应用于半导体制备领域，包括：提供衬底，并在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层；沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的光刻胶层；在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构；去除图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。本发明在衬底上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，并在薄光刻胶层上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，能够保证光刻胶层的功能性，同时在去除光刻胶时通过去除设置在下侧的易刻蚀的薄光刻胶层，能够便于光刻胶的去除，降低去除的复杂度，提高制备效率。

Description

一种多层金属微纳结构制备方法
技术领域
本发明涉及半导体制备领域，特别涉及一种多层金属微纳结构制备方法。
背景技术
微纳米尺寸金属结构材料可以显著调控入射光波的光场分布，具有兼容集成电路制造技术、重量轻、设计自由度大、调控性能优越、利于批量生产等优点，多层金属微纳结构经过合理的结构设计，包括所选择的金属材料、厚度和特征尺寸，能够实现对入射光波有效的光场调控。但是目前制备过程复杂，多层金属微纳结构制备后掩膜层不易去除，无法保证结构表面的清洁度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多层金属微纳结构制备方法，解决了现有技术中多层金属微纳结构制备后掩膜层不易去除，无法保证结构表面的清洁度的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多层金属微纳结构制备方法，包括：
提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；
在所述薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层；
沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出所述衬底，得到图形化的光刻胶层；
在暴露出的所述衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构；
去除所述图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。
可选的，沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，包括：
沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层；
沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层。
可选的，所述沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层，包括：
利用感应耦合等离子刻蚀法沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层。
可选的，沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层，包括：
利用电子束曝光和显影技术沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层。
可选的，去除所述图形化的厚光刻胶层和所述图形化的薄光刻胶层，得到多层金属微纳结构，包括：
将所述待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中，去除所述图形化的光刻胶层，以及所述图形化的光刻胶层上侧的多层金属层，得到待清洗多层金属微纳结构；
将所述待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，得到所述多层金属微纳结构。
可选的，提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；在所述薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，包括：
提供衬底，在所述衬底的上侧旋涂一层薄光刻胶并进行前烘处理，得到所述易刻蚀的薄光刻胶层；
在所述薄光刻胶层的上侧旋涂一层厚光刻胶并进行前烘处理，得到所述不易刻蚀的厚光刻胶层。
可选的，在提供的所述衬底上侧制备的所述易刻蚀的薄光刻胶层和所述不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，大于制备的所述多层金属层的总厚度。
可选的，所述易刻蚀的薄光刻胶包括PMMA共聚物和PMMA-MAA共聚物；
相应的，所述不易刻蚀的厚光刻胶包括电子束光刻胶、I线，以及248nm和193nm的光学光刻胶。
可选的，所述提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，包括：
提供硅衬底或石英衬底，并对所述硅衬底或所述石英衬底进行清洗；
在所述硅衬底或所述石英衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层。
可选的，在暴露出的所述衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构，包括：
利用电子束蒸发法或溅射法在暴露出的所述衬底的上侧，依次沉积多层金属层，得到所述待去除光刻胶的多层金属微纳结构。
可见，本发明提供过的多层金属微纳结构制备方法，包括提供衬底，并在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的光刻胶层，在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构，去除图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。本发明通过在衬底上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，并在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，能够保证光刻胶层的功能性，同时在去除光刻胶时通过去除设置在下侧的易刻蚀的薄光刻胶层，能够便于光刻胶的去除，降低去除的复杂度，提高制备效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备方法的流程示例图；
图3至图9为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备的示例图；
图3至图9中，附图标记说明如下：
10-衬底；
20-易刻蚀的薄光刻胶层，21-图形化的薄光刻胶层；
30-不易刻蚀的厚光刻胶层，31-图形化的厚光刻胶层；
41-第一金属层，42-第二金属层，43-第三金属层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备方法的流程图。该方法可以包括：
S101：提供衬底，并在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层。
本实施例中先在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，以在去除光刻胶时，利用该易刻蚀的薄光刻胶层便于光刻胶的去除。本实施例中薄光刻胶的厚度可以小于100纳米。
进一步地，为了保证提供的衬底的适配性，上述提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，可以包括以下步骤：
步骤S11：提供硅衬底或石英衬底，并对硅衬底或所述石英衬底进行清洗。
步骤S12：在硅衬底或石英衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层。
需要进行说明的是，本实施例中选用衬底为硅衬底或石英衬底，能够适配制备多层金属微纳结构，并对提供的硅衬底或石英衬底进行清洗，能够保证衬底表面的清洁度，进而提高后续制备步骤的优良率。
S102：在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层。
本实施例中在薄光刻胶的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，能够通过刻蚀该厚光刻胶层得到图形化的光刻胶层，进而完成多层金属微纳结构的制备。需要进行说明的是，本实施例中不易刻蚀的厚光刻胶层为选用不易刻蚀材质形成的光刻胶层，易刻蚀的薄光刻胶层为选用易刻蚀材质形成的光刻胶层，为了保证图形化刻蚀后尺寸的精确性，将不易刻蚀的光刻胶层设置为相对较厚的光刻胶层。
S103：沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的光刻胶层。
本实施例中在厚光刻胶的上侧选取多个刻蚀位置，可以根据制备的多层金属微纳结构选取对应的位置，并沿选取的多个位置向下刻蚀光刻胶层，直至暴露出衬底，将此时刻蚀后的光刻胶作为图形化的光刻胶层。本实施例并不限定刻蚀光刻胶层的具体方式，只要是能够刻蚀形成上述图形化的光刻胶层即可。本实施例中可以利用氧等离子体对残余光刻胶进行灰化处理，其中反应气体氧等离子体总流量大于50sccm，射频电源功率大于30W，反应温度常温，将底部残余的光刻胶刻蚀干净。
进一步地，为了在去除光刻胶时提高去除的便捷性，上述沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，可以包括以下步骤：
步骤S21：沿厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出薄光刻胶层。
步骤S22：沿暴露出的薄光刻胶层继续刻蚀薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的图形化的光刻胶层。
需要进行说明的是，本实施例中通过设置易于刻蚀的薄光刻胶层刻蚀区域的宽度，大于不易刻蚀的厚光刻胶层刻蚀区域的宽度，使得沿光刻胶刻蚀区域制备多层金属层时，多层金属层与薄光刻胶层不接触，在去除光刻胶层时，进一步提高了去除光刻胶层的效率。
进一步地，为了保证薄光刻胶层的刻蚀区域宽度大于厚光刻胶层的刻蚀区域宽度制备的效率，上述沿暴露出的薄光刻胶层继续刻蚀薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层，可以包括：
利用感应耦合等离子刻蚀法沿暴露出的薄光刻胶层继续刻蚀薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的图形化的光刻胶层。
本实施例中利用感应耦合等离子刻蚀法刻蚀易刻蚀的薄光刻胶层，保证了刻蚀上述结构的效率。
进一步地，为了保证刻蚀厚光刻胶层能够顺利完成，上述沿厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出薄光刻胶层，可以包括：
利用电子束曝光和显影技术沿厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出薄光刻胶层。
本实施例中利用电子束曝光和显影技术，在厚光刻胶层上侧选取多个位置向下进行刻蚀，能够保证刻蚀精度，保证制备多层金属微纳结构的优良率。
S104：在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构。
需要进行说明的是，本实施例中在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，其中相邻金属层间的材质不同。本实施例并不限定多层金属层的排布方式。本实施例中多层金属层间相邻金属层的材质可以不同，且每层金属层的厚度可以根据实际工艺需求设定。
进一步地，为了提高制备多层金属层的效率，上述在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构，可以包括：
利用电子束蒸发法或溅射法在暴露出的衬底的上侧，依次沉积多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构。
本实施例利用电子束蒸发法或溅射法沉积制备多层金属层，保证制备多层金属层的步骤能够顺利完成。
S105：去除图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。
本实施例中去除图形化的光刻胶层，通过侵蚀与衬底接触的易刻蚀的薄光刻胶层，能够便于将光刻胶层与衬底分离，且一并将薄光刻胶层上的厚光刻胶层，以及其他多余结构去除，提高了制备多层金属微纳结构的便捷性，提高制备效率。本实施例中多层金属微纳结构的特征尺寸为微纳尺度。
进一步地，为了保证制备的多层金属微纳结构的优良率，上述去除图形化的厚光刻胶层和图形化的薄光刻胶层，得到多层金属微纳结构，可以包括以下步骤：
步骤S31：将待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中，去除图形化的光刻胶层，以及图形化的光刻胶层上侧的多层金属层，得到待清洗多层金属微纳结构。
步骤S32：将待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，得到多层金属微纳结构。
需要进行说明的是，本实施例中在将待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中后，通过侵蚀易刻蚀的薄光刻胶层，去除光刻胶层，且一并将图像化的光刻胶层上侧沉积的多层金属层去除，只保留图形化的光刻胶层中刻蚀区域内制备的多层金属层。将待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，保证了制备得到的多层金属微纳结构的清洁度。
进一步地，为了保证光刻胶层能够制备完成，上述提供衬底，并在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，可以包括以下步骤：
步骤S41：提供衬底，在衬底的上侧旋涂一层薄光刻胶并进行前烘处理，得到易刻蚀的薄光刻胶层。
步骤S42：在薄光刻胶层的上侧旋涂一层厚光刻胶并进行前烘处理，得到不易刻蚀的厚光刻胶层。
需要进行说明的是，本实施例中通过分别旋涂光刻胶并进行前烘处理，得到光刻胶层，提高了制备薄光刻胶层和厚光刻胶层的灵活性，同时降低了制备的复杂度。
进一步地，为了保证制备多层金属微纳结构的效率，上述在提供的衬底上侧制备的易刻蚀的薄光刻胶层和不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，大于制备的多层金属层的总厚度。
本实施例中通过将制备的易刻蚀的薄光刻胶层和不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，设置为大于制备的多层金属层的总厚度，能够保证在光刻胶层的刻蚀区域中制备多层金属层的微纳结构的稳定性。
进一步地，为了保证薄光刻胶层的易刻蚀性，上述易刻蚀的薄光刻胶可以包括PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)共聚物和PMMA-MAA(甲基丙烯酸)共聚物；
相应的，不易刻蚀的厚光刻胶可以包括电子束光刻胶、I线，以及248nm和193nm的光学光刻胶。
为使本发明更便于理解，上述多层金属微纳结构制备方法可以参考图3至图9，图3至图9为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备的示例图。其中，第一金属层41，第二金属层42和第三金属层43组成多层金属层；沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的薄光刻胶层21和图形化的厚光刻胶层31，作为图形化的光刻胶层。本实施例中薄光刻胶可以选用PMMA共聚物或PMMA-MAA共聚物中的一种。
应用本发明实施例提供的多层金属微纳结构制备方法，包括提供衬底，并在衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，沿厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的光刻胶层，在暴露出的衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构，去除图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。本发明通过在衬底上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，并在薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，能够保证光刻胶层的功能性，同时在去除光刻胶时通过去除设置在下侧的易刻蚀的薄光刻胶层，能够便于光刻胶的去除，降低去除的复杂度，提高制备效率。此外，本发明实施例选用衬底为硅衬底或石英衬底，能够适配制备多层金属微纳结构，并对提供的硅衬底或石英衬底进行清洗，能够保证衬底表面的清洁度，进而提高后续制备步骤的优良率；通过设置易于刻蚀的薄光刻胶层刻蚀区域的宽度，大于不易刻蚀的厚光刻胶层刻蚀区域的宽度，使得沿光刻胶刻蚀区域制备多层金属层时，多层金属层与薄光刻胶层不接触，在去除光刻胶层时，进一步提高了去除光刻胶层的效率；利用感应耦合等离子刻蚀法刻蚀易刻蚀的薄光刻胶层，保证了刻蚀上述结构的效率；利用电子束曝光和显影技术，在厚光刻胶层上侧选取多个位置向下进行刻蚀，能够保证刻蚀精度，保证制备多层金属微纳结构的优良率；利用电子束蒸发法或溅射法沉积制备多层金属层，保证制备多层金属层的步骤能够顺利完成；在将待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中后，通过侵蚀易刻蚀的薄光刻胶层，去除光刻胶层，且一并将图像化的光刻胶层上侧沉积的多层金属层去除，提高了去除效率，将待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，保证了制备得到的多层金属微纳结构的清洁度；通过分别旋涂光刻胶并进行前烘处理，得到光刻胶层，提高了制备薄光刻胶层和厚光刻胶层的灵活性，同时降低了制备的复杂度；通过将制备的易刻蚀的薄光刻胶层和不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，设置为大于制备的多层金属层的总厚度，能够保证在光刻胶层的刻蚀区域中制备多层金属层的微纳结构的稳定性；将易刻蚀的薄光刻胶设置为包括PMMA共聚物，例如PMMA-MAA共聚物，将不易刻蚀的厚光刻胶设置为包括电子束光刻胶、I线，以及248nm和193nm的光学光刻胶，保证了薄光刻胶层相对厚光刻胶层的易刻蚀性。
为使本发明更便于理解，上述多层金属微纳结构制备方法，具体可以包括以下步骤，具体请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种多层金属微纳结构制备方法的流程示例图。
步骤S1：提供硅衬底或石英衬底，并对硅衬底或所述石英衬底进行清洗，在清洗后的硅衬底或所述石英衬底的上侧旋涂一层薄光刻胶并进行前烘处理，得到易刻蚀的薄光刻胶层；易刻蚀的薄光刻胶包括PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)共聚物和PMMA-MAA(单体为甲基丙烯酸甲酯的聚甲基丙烯酸甲酯)共聚物。
步骤S2：在薄光刻胶层的上侧旋涂一层厚光刻胶并进行前烘处理，得到不易刻蚀的厚光刻胶层；不易刻蚀的厚光刻胶包括电子束光刻胶、I线，以及248nm和193nm的光学光刻胶。
步骤S3：利用电子束曝光和显影技术沿厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出薄光刻胶层。
步骤S4：利用感应耦合等离子刻蚀法沿暴露出的薄光刻胶层继续刻蚀薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的图形化的光刻胶层，直至暴露出衬底，得到图形化的光刻胶层。
步骤S5：利用电子束蒸发法或溅射法在暴露出的衬底的上侧，依次沉积多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构；易刻蚀的薄光刻胶层和不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，大于制备的多层金属层的总厚度。
步骤S6：将待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中，去除图形化的光刻胶层，以及图形化的光刻胶层上侧的多层金属层，得到待清洗多层金属微纳结构。
步骤S7：将待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，得到多层金属微纳结构。
一种多层金属微纳结构制备方法，如下：
(1)提供硅或者石英衬底，将硅片或者石英衬底分别在丙酮、酒精和去离子水中超声处理10分钟左右，然后将硅片放入盛有硫酸含量与30％浓度双氧水含量比为7：3的混合溶液(又称三号液)中进行煮洗，加热至125摄氏度，持续10分钟左右。然后放入热重水中进行冲洗2分钟左右。接着将硅片或者石英衬底放入盛有浓氨水：30％浓度双氧水：重水为1：1：6的混合溶液(又称一号液)中进行煮洗，加热至75摄氏度，持续10分钟左右。然后放入热重水中进行冲洗2分钟左右，最后甩干备用。
在清洗干净的衬底之上旋涂一层薄光刻胶，比如PMMA或者PMMA-MAA共聚物光刻胶，对涂胶后的样品前烘，前烘热板温度为180摄氏度，时间为2分钟，该薄光刻胶厚度小于100nm。
(2)在薄光刻胶之上旋涂一层厚光刻胶，比如，采用电子束光刻，制备ZEP520A或者HSQ电子束光刻胶，旋涂后的电子束光刻胶厚度大于1500纳米，并对涂胶后的样品前烘，前烘热板温度为180摄氏度，时间为2分钟。
(3)根据所需加工的微纳米结构数据，将数据传输到电子束曝光设备或其它先进光刻设备，转换成可制造的设备数据格式。使用电子束曝光或其它先进光刻技术对预先设计好的微纳米结构图形进行曝光，曝光完的样品放入显影液，接着放入定影液，显影液和定影液与所采用的厚光刻胶相匹配，之后取出置于样品盒。
(4)将样品放入感应耦合等离子刻蚀设备，抽气营造真空环境后，以该厚光刻胶图形结构作为掩蔽，对其底部薄光刻胶进行感应耦合等离子刻蚀，刻蚀底部薄光刻胶的方式是垂直刻蚀。
(5)将样品放入电子束蒸发设备或者溅射设备，抽气营造真空环境后，根据实际需要，依次淀积所需的多层金属薄膜，其中每层所需的金属薄膜厚度根据实际需要而定，淀积所需的多层金属薄膜的方式是垂直淀积。
(6)将样品放入丙酮溶液中，进行超声，加速丙酮溶液与两层光刻胶材料的反应，使其溶解膨胀，去除不需要的光刻胶和光刻胶上的多层金属导电层。本发明的两层光刻胶方法有利于丙酮透过多层金属导电层，快速将两层光刻胶溶解，且不会使多层金属导电层和衬底层表面分离，从而提高光刻胶剥离效果。完成多层金属微纳结构的剥离后，接着将样品放入乙醇溶液，进行超声，完成多层金属微纳结构的清洗，用氮气进行吹干，得到制备完成的多层金属微纳结构。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系属于仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上对本发明所提供的一种多层金属微纳结构制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；
在所述薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层；
沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，直至暴露出所述衬底，得到图形化的光刻胶层；
在暴露出的所述衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构；
去除所述图形化的光刻胶层，得到多层金属微纳结构。
2.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域刻蚀去除厚光刻胶层和薄光刻胶层，包括：
沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层；
沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层。
3.根据权利要求2所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，所述沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层，包括：
利用感应耦合等离子刻蚀法沿暴露出的所述薄光刻胶层继续刻蚀所述薄光刻胶层，以得到薄光刻胶层刻蚀区域的宽度大于厚光刻胶层刻蚀区域的宽度的所述图形化的光刻胶层。
4.根据权利要求2所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层，包括：
利用电子束曝光和显影技术沿所述厚光刻胶层上侧的部分区域向下刻蚀，去除所述部分区域下的厚光刻胶层，直至暴露出所述薄光刻胶层。
5.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，去除所述图形化的厚光刻胶层和所述图形化的薄光刻胶层，得到多层金属微纳结构，包括：
将所述待去除光刻胶的多层金属微纳结构浸入丙酮溶液中，去除所述图形化的光刻胶层，以及所述图形化的光刻胶层上侧的多层金属层，得到待清洗多层金属微纳结构；
将所述待清洗多层金属微纳结构浸入乙醇中进行超声清洗，得到所述多层金属微纳结构。
6.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层；在所述薄光刻胶层的上侧制备不易刻蚀的厚光刻胶层，包括：
提供衬底，在所述衬底的上侧旋涂一层薄光刻胶并进行前烘处理，得到所述易刻蚀的薄光刻胶层；
在所述薄光刻胶层的上侧旋涂一层厚光刻胶并进行前烘处理，得到所述不易刻蚀的厚光刻胶层。
7.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，在提供的所述衬底上侧制备的所述易刻蚀的薄光刻胶层和所述不易刻蚀的厚光刻胶层的总厚度，大于制备的所述多层金属层的总厚度。
8.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，所述易刻蚀的薄光刻胶包括PMMA共聚物和PMMA-MAA共聚物；
相应的，所述不易刻蚀的厚光刻胶包括电子束光刻胶、I线，以及248nm和193nm的光学光刻胶。
9.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层，包括：
提供硅衬底或石英衬底，并对所述硅衬底或所述石英衬底进行清洗；
在所述硅衬底或所述石英衬底的上侧制备易刻蚀的薄光刻胶层。
10.根据权利要求1所述的多层金属微纳结构制备方法，其特征在于，在暴露出的所述衬底的上侧依次制备多层金属层，得到待去除光刻胶的多层金属微纳结构，包括：
利用电子束蒸发法或溅射法在暴露出的所述衬底的上侧，依次沉积多层金属层，得到所述待去除光刻胶的多层金属微纳结构。
CN202311396847.1A 2023-10-26 2023-10-26 一种多层金属微纳结构制备方法 Pending CN117373909A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311396847.1A CN117373909A (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种多层金属微纳结构制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311396847.1A CN117373909A (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种多层金属微纳结构制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117373909A true CN117373909A (zh) 2024-01-09

Family

ID=89390705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311396847.1A Pending CN117373909A (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种多层金属微纳结构制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117373909A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4407770B2 (ja) パターン形成方法
US20090246958A1 (en) Method for removing residues from a patterned substrate
CN101330010A (zh) 一种制作t型hbt发射极/hemt栅的方法
JP5359430B2 (ja) パターン形成方法、インプリントモールド及びフォトマスク
TW201543564A (zh) 半導體製程
US7943521B2 (en) Method for patterning a semiconductor device
CN105446075B (zh) 一种半导体基板光刻工艺
CN109786220A (zh) 半导体结构的形成方法
KR20100134418A (ko) 스페이서 패터닝 공정을 이용한 콘택홀 형성 방법
CN110989301B (zh) 基于干式显影和金属掺杂Sb2Te光刻胶的光刻方法
JP2002303992A (ja) 微小構造の製造方法
CN102591139A (zh) 微细结构的光刻方法
CN101335184B (zh) 形成半导体器件的微图案的方法
JP2012023242A (ja) パターン製造方法およびパターン形成体
CN117373909A (zh) 一种多层金属微纳结构制备方法
JP2010137538A (ja) インプリントモールド製造方法およびインプリントモールド
CN100373588C (zh) 一种交叉线阵列结构有机分子器件的制备方法
JP2011167780A (ja) パターン形成方法およびパターン形成体
KR20100102422A (ko) 스페이서 패터닝 공정을 이용한 콘택홀 형성 방법
CN101017781A (zh) 异质结双极晶体管t型发射极金属图形制作方法的改进
KR101037528B1 (ko) 반도체 소자의 패턴 형성 방법
CN100452473C (zh) 采用氧化硅填充-回刻的交叉阵列结构有机器件制备方法
CN117406327A (zh) 一种亚波长金属光栅偏振器及偏振器制备方法
CN111834201A (zh) 半导体工艺方法
JP5440071B2 (ja) パターン形成方法、パターン形成体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination