專利名稱：一種低成本簡易制作光刻掩膜的方法
技術領域：
本發明涉及一種低成本簡易光刻掩膜的制作方法，特別是用于生化分析芯片的掩膜制作方法，屬于光電半導體領域及生化分析領域。
背景技術：
目前光刻掩膜制作方法通常采用電子束刻蝕或者照相制版技術，電子束刻蝕制版技術雖然精細度高但需要昂貴的刻蝕設備，且制作要求高，工藝復雜，生產周期長，生產成本高；照相制版技術是利用照相上的縮放技術，將大的圖形通過縮放轉移到鍍有金屬的模板上制得光刻掩膜，通常需要專業的投影設備，并且存在工藝步驟多，整個工藝生產成本也相對比較高。生化分析芯片研究中，經常需要更換芯片設計，購買普通光刻掩膜價格昂貴，且設計復雜，生產周期長。這就使得傳統光刻掩膜制作方法不能滿足生化分析芯片研究的需要。同時生化分析芯片線寬一般在30um～200um數量級，所以尋求一種適合生化分析芯片制作需要的光刻掩膜制作方法是切實必要的。
發明內容
為克服現有的電子束刻蝕、照相制版技術在制作光刻掩膜中存在的不足，本發明提供了一種新的低成本簡易光刻掩膜的制作方法，該方法具有生產工藝簡單、成本低廉、加工周期短的優點，而且這種方法特別適合生化分析芯片等最低線寬不低于20um的光刻掩膜制作。
本發明提供的技術方案是一種低成本簡易制作光刻掩膜的方法，其具體制作步驟為，用菲林輸出帶有設計圖樣的高分辨率膠片粘貼到石英玻璃上作為初始光刻掩膜，再將用膠片制得的光刻掩膜的圖樣面緊貼涂有光刻膠的鍍鉻玻璃，然后利用光刻技術對涂有2～40um厚光刻膠的鉻玻璃曝光(一般對鉻玻璃用能量為10～20mW/cm2、300～480nm波段的紫外光曝光，曝光時間為2～90秒)、顯影、吹干后，在90℃～130℃溫度軟烘3～10分鐘(優選溫度為110℃～120℃)，使的光刻膠圖形平滑，消除原本菲林膠片細小圖樣邊緣粗糙、精細度不夠的不足。再用傳統的濕法刻蝕技術刻蝕掉沒有光刻膠保護的金屬鉻薄膜，除去殘留光刻膠得到圖樣精細的光刻掩膜。
因光刻膠軟化后具有自主織效應，能自動修復粗糙部分使光刻圖樣邊緣平滑，由顯微鏡照片顯示光刻圖樣邊緣在軟烘后有很大改善，分辨率可以提高到20um線寬。所以用上述光刻掩膜制作方法制作生化分析芯片光刻掩膜，其最小線寬在20um，溝道在小線寬(20um～30um部分)粗糙度大大降低，溝道邊緣平滑，滿足一般分析測試需要。
這種光刻掩膜既保持了常規光刻掩膜可重復使用、圖形精細度高的性能，又兼顧了設計簡單、低成本和制作周期快的優勢。
本發明不僅制作工藝簡單、成本低廉，而且適合于其他最小線寬在20um以上光刻掩膜的制備。
具體實施例方式
以下結合具體的實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。
實施例光刻掩膜按以下方法分別依次制作菲林膠片掩膜和鉻玻璃掩膜菲林膠片通過激光照排機制作，受到一般激光照排機最小分辨率限制，分辨打印低于30um時會出現膠片圖樣邊緣粗糙，很難進行應用。但將膠片固定在透紫外光玻璃上，制成光刻掩膜。將商業鍍鉻玻璃用旋轉涂覆法涂覆上2～40um厚的光刻膠，具體厚度需要綜合考慮圖形樣式和最小線寬考慮，優先選擇復雜的小線寬圖樣優先選擇用2～10um薄膠，圖樣簡單的一般選擇用30～40um厚膠。用膠片制得的光刻掩膜對其進行光刻，膠片面圖樣面緊貼涂有光刻膠的鍍鉻玻璃。用能量為15mW/cm2的365nm波段的紫外光曝光4～50秒，用顯影液顯影，氮氣吹干，90℃～130℃軟烘3～10分鐘(優選110℃～120℃)，通過光刻膠軟化后自主裝效應自動修復粗糙部分使光刻圖樣邊緣平滑。顯微鏡照片顯示光刻圖樣邊緣在軟烘后有很大改善，分辨率可以提高到20um線寬。而后再在鉻腐蝕液中除去沒有光刻膠保護的鉻層，用除膠劑清除掉殘留光刻膠，清洗烘干制得標準光刻掩膜。
按照此方法制作的光刻掩膜用在生化分析芯片中，制作的生化分析芯片的最小線寬在20um，在小線寬處溝道邊緣平滑，完全能滿足一般分析測試需要。
權利要求
1.一種低成本簡易制作光刻掩膜的方法，其特征在于將菲林輸出的帶有設計圖樣的高分辨率膠片粘貼到石英玻璃上作為初始光刻掩膜，再將用膠片制得的光刻掩膜的圖樣面緊貼涂有光刻膠的鍍鉻玻璃，然后利用光刻技術對涂有光刻膠的鉻玻璃曝光、顯影、吹干后，經過軟烘使光刻膠圖形平滑，消除原本菲林膠片細小圖樣邊緣的粗糙，再用濕法刻蝕除掉鉻玻璃上沒有光刻膠保護的金屬鉻薄膜層，最后除去殘留光刻膠即得到標準光刻掩膜。
2.根據權利要求1所述的光刻掩膜制作方法，其特征在于鉻玻璃表面的光刻膠厚度為2～40um。
3.根據權利要求1或2所述的光刻掩膜制作方法，其特征在于對鉻玻璃用能量為10～20mW/cm2、300～480nm波段的紫外光曝光，曝光時間為2～90秒。
4.根據權利要求1或2所述的光刻掩膜制作方法，其特征在于軟烘的溫度為90℃～130℃，時間為3～10分鐘。
5.根據權利要求4所述的光刻掩膜制作方法，其特征在于軟烘的溫度最好為110℃～120℃。
全文摘要
本發明公開了一種低成本簡易光刻掩膜的制作方法，其具體制作步驟為，用菲林輸出帶有設計圖樣的高分辨率膠片粘貼到石英玻璃上作為初始光刻掩膜，再將用膠片制得的光刻掩膜的圖樣面緊貼涂有光刻膠的鍍鉻玻璃，然后利用光刻技術對涂有2～40um厚光刻膠的鉻玻璃曝光、顯影、吹干后，在90℃～130℃溫度軟烘3～10分鐘(優選溫度為110℃～120℃)，使的光刻膠圖形平滑，再用傳統的濕法刻蝕技術刻蝕掉沒有光刻膠保護的金屬鉻薄膜，除去殘留光刻膠得到標準的光刻掩膜。該方法不僅制作工藝簡單、成本低廉，而且特別適合于最小線寬在20um的生化分析芯片光刻掩膜及其他最小線寬在20um以上光刻掩膜的制備。
文檔編號G03F1/76GK1776523SQ200510019949
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月5日 優先權日2005年12月5日
發明者趙興中, 劉侃, 劉威, 韓宏偉 申請人:武漢大學