專利名稱：一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法
一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法
技術領域：
本發明涉及材料的加工領域，尤其涉及離子束深刻蝕中需要的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法。
背景技術：
現在的平面曝光技術不斷更新發展，在很多領域都得到很廣泛的應用。這些技術包含光學曝光(光刻)、電子束曝光、納米壓印。但是平面曝光技術僅僅是形成抗蝕劑的圖形，但抗蝕劑自身并不是功能材料，而僅僅是一種后續加工的掩蔽材料。這些抗蝕劑包括光刻膠、電子束曝光膠，如PMMA。通過后續的加工制備技術，將在抗蝕劑形成的圖形轉移到功能材料上，最終成型的功能材料的微結構。在現有技術中，常用的后續加工工藝分為濕法蝕刻和干法刻蝕。干法刻蝕一般指離子束刻蝕，這種方法包含化學反應過程，同時也包含物理的轟擊過程，離子束在刻蝕功能材料的同時，也在對抗蝕劑進行刻蝕。因此對抗蝕劑掩蔽的厚度有一定的要求，具體要求根據刻蝕深度的不同而不同。發明人在對現有技術的研究和實踐過程中發現一般的抗蝕劑厚度大約在O. 5 μ -3. O μ，而這個厚度很難保證長時間的刻蝕，特別是當要求微結構的刻蝕深度比較深時，抗蝕劑在后期很難起到掩蔽的作用。因此，很有必要提供一種新的掩蔽技術。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供離子束深刻蝕中需要的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法，在進行微結構的深刻蝕時，可以保證刻蝕的順利進行和所刻蝕微結構的質量。為解決深刻蝕中掩蔽的技術問題，本發明實施例提供了一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法，該方法包括在襯底上形成功能材料層；在所述功能材料層上形成緩沖層；在所述緩沖層上涂敷一層抗蝕劑材料；對所述抗蝕劑材料進行平面曝光，在所述抗蝕劑材料上形成預設的微結構圖形；將抗蝕劑材料上的微結構圖形轉移到所述緩沖層上；將緩沖層上的微結構圖形深刻蝕到所述功能材料層上；去除抗蝕劑材料和緩沖層，獲得具有微結構圖形的功能材料。上述技術方案具有以下優點在功能材料上形成微結構的過程中，首先在功能材料層上形成緩沖層，然后在緩沖層上形成抗蝕劑材料層，對功能材料進行深刻蝕的時候，由于緩沖層的存在，能夠對功能材料起到保護作用，不會對功能材料造成損壞，從而保證了功能材料的刻蝕質量。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖I是本發明實施例提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法狀態圖；圖2是本發明實施例一提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法流程圖；圖3是本發明實施例二提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法流程圖；圖4是本發明實施例三提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法流程圖。
具體實施方式·下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。首先，為了本領域技術人員更容易理解本發明的技術方案，下面結合圖I對本發明的技術方案進行總體介紹圖I為本發明實施例提供的基于緩沖層進行深刻蝕過程的狀態圖，其中11為在襯底上形成功能材料層后所示的狀態圖；12為在功能材料層上形成緩沖層后所示的狀態圖；13為在緩沖層上涂敷一層抗蝕劑材料后所示的狀態圖；14為在抗蝕劑材料上形成預設的微結構陣列圖形后所示的狀態圖；15為將抗蝕劑材料上的微結構陣列圖形轉移到緩沖層上后所示的狀態圖；16為將緩沖層上的微結構陣列圖形轉移到功能材料層上后所示的狀態圖；17為去除抗蝕劑材料和緩沖層后所示的狀態圖。從17可以看出，采用本發明實施例提供的基于緩沖層進行深刻蝕的過程，可以得到具有微結構陣列圖形的功能材料。實施例一、參見圖2，為本發明實施例一提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的方法流程圖，該方法包括如下步驟S21 :在襯底上形成功能材料層。在具體的實施過程中，可以通過在襯底上壓合一層功能材料的方式；也可以通過在襯底上電鍍一層功能材料的方式；還可以通過在襯底上蒸鍍一層功能材料的方式。其中，功能材料指具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫學功能，特殊的物理、化學、生物學效應，能完成功能相互轉化的材料。S22 :在功能材料層上形成緩沖層。S23 :在緩沖層上涂敷一層抗蝕劑材料。其中，抗蝕劑材料為光刻膠或者除光刻膠以外的其他抗蝕劑材料。S24:對抗蝕劑材料進行光刻，在抗蝕劑材料上形成預設的微結構陣列圖形。其中，微結構陣列圖形中的各微結構可以為軸對稱圖形，如“工”字型，也可以為非軸對稱圖形，如平行四邊形；并且各微結構陣列圖形中的各微結構之間的間距不為零。S25 :將抗蝕劑材料上的微結構陣列圖形轉移到緩沖層上。
具體的，以具有微結構陣列圖形的抗蝕劑材料作掩蔽，在緩沖層上蝕刻出微結構陣列圖形。在實施過程中，采用化學的方式對緩沖層進行蝕刻時，所采用的化學物質僅與緩沖層的物質起化學反應，與功能材料層不起化學反應。S26 :將緩沖層上的微結構陣列圖形轉移到功能材料層上。具體的，以具有微結構陣列圖形的緩沖層作掩蔽，用粒子束在功能材料層上刻蝕出微結構陣列圖形。其中粒子束為六氟化硫粒子束、四氟化碳粒子束、或者三氟甲烷粒子束。S27:去除抗蝕劑材料和緩沖層，獲得具有微結構陣列圖形的功能材料。其中，抗蝕劑材料與緩沖層均可以通過化學的方式去除。·本實施例可以看出，在功能材料上形成微結構的過程中，首先在功能材料層上形成緩沖層，然后在緩沖層上形成抗蝕劑材料層，對功能材料進行深刻蝕的時候，由于緩沖層的存在，能夠對功能材料起到保護作用，不會對功能材料造成損壞，從而保證了功能材料的質量。實施例二、參見圖3，為本發明實施例二提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法流程圖，該方法包括如下步驟S31 :在襯底上電鍍一層功能材料。在具體的實施過程中，還可以通過在襯底上蒸鍍一層功能材料的方式。其中，功能材料指具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫學功能，特殊的物理、化學、生物學效應，能完成功能相互轉化的材料。S32 :在功能材料層上電鍍一層鉻。S33 :在鉻層上旋涂一層光刻膠。S34 :對光刻膠進行平面曝光，在光刻膠上形成預設的微結構圖形。其中，微結構圖形中的各微結構可以為軸對稱圖形，如“工”字型，也可以為非軸對稱圖形，如平行四邊形；。S35 :以具有微結構圖形的光刻膠作掩蔽，在鉻層上蝕刻出微結構圖形。在蝕刻的過程中，所采用的化學物質僅與鉻起化學反應，與功能材料層不起化學反應。S36:以具有微結構圖形的鉻層作掩蔽，用離子束在功能材料層上深刻蝕出微結構圖形。其中離子束可以為六氟化硫離子束、四氟化碳離子束、或者三氟甲烷離子束。S37 :去除光刻膠和鉻，獲得具有微結構圖形的功能材料。其中，光刻膠與鉻均可以通過化學的方式去除。本實施例中，對功能材料進行刻蝕時，如果光刻膠的厚度不能滿足刻蝕需求，以鉻作為緩沖層，起到保護功能材料的作用，因此能夠保證深刻蝕的質量。實施例三、參見圖4，為本發明實施例三提供的一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法流程圖，該方法包括如下步驟
S41 :在襯底上用粘合劑壓合一層功能材料。其中，功能材料指具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫學功能，特殊的物理、化學、生物學效應，能完成功能相互轉化的材料。S42 :在功能材料層上蒸鍍一層鋁。S43 :在鋁層上旋涂一層光刻膠。S44 :對光刻膠進行光刻，在光刻膠上形成預設的微結構圖形。其中，微結構圖形中的各微結構可以為軸對稱圖形，如“工”字型，也可以為非軸對稱圖形，如平行四邊形。S45 :以具有微結構圖形的光刻膠作掩蔽，在鋁層上蝕刻出微結構圖形。
在蝕刻的過程中，所采用的化學物質僅與鋁起化學反應，與功能材料層不起化學反應。S46:以具有微結構圖形的鋁層作掩蔽，用離子束在功能材料層上深刻蝕出微結構圖形。其中離子束可以為六氟化硫離子束、四氟化碳離子束、或者三氟甲烷離子束。S47 :去除光刻膠和鋁，獲得具有微結構圖形的功能材料。其中，光刻膠與鋁均可以通過化學的方式去除。本實施例中，對功能材料進行刻蝕時，如果光刻膠的厚度不能滿足刻蝕需求，以鋁作為緩沖層，起到保護功能材料的作用，因此能夠保證深刻蝕的質量。以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法，其特征在于，所述方法包括 在襯底上形成功能材料層； 在所述功能材料層上形成緩沖層； 在所述緩沖層上涂敷一層抗蝕劑材料； 對所述抗蝕劑材料進行平面曝光，在所述抗蝕劑材料上形成預設的微結構圖形； 將抗蝕劑材料上的微結構圖形轉移到所述緩沖層上； 將緩沖層上的微結構圖形深刻蝕到所述功能材料層上； 去除抗蝕劑材料和緩沖層，獲得具有微結構圖形的功能材料。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在襯底上形成功能材料層，具體包括 在襯底上用粘結劑壓合一層功能材料。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在襯底上形成功能材料層，具體包括 在襯底上電鍍一層功能材料；或者， 在襯底上蒸鍍一層功能材料
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述功能材料層上形成緩沖層，具體包括 在所述功能材料上電鍍緩沖層。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述功能材料層上形成緩沖層，具體包括 在所述功能材料上蒸鍍緩沖層。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述緩沖層為金屬、或耐刻蝕的氧化物。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述金屬為鉻或者鋁。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，將抗蝕劑材料上的微結構圖形轉移到所述緩沖層上，具體包括 以具有微結構圖形的抗蝕劑材料作掩蔽，在所述緩沖層上蝕刻出微結構圖形。
9.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，將緩沖層上的微結構圖形深刻蝕到所述功能材料層上，具體包括 以具有微結構圖形的緩沖層作掩蔽，用離子束在所述功能材料層上深刻蝕出微結構圖形。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述離子束為六氟化硫離子束、四氟化碳離子束、或者三氟甲烷離子束。
全文摘要
本發明實施例提供了一種基于緩沖層進行深刻蝕的掩蔽方法，該方法包括在襯底上形成功能材料層；在所述功能材料層上形成緩沖層；在所述緩沖層上涂敷一層抗蝕劑材料；對所述抗蝕劑材料進行平面曝光，在所述抗蝕劑材料上形成預設的微結構圖形；將抗蝕劑材料上的微結構圖形轉移到所述緩沖層上；將緩沖層上的微結構圖形深刻蝕到所述功能材料層上；去除抗蝕劑材料和緩沖層，獲得具有微結構圖形的功能材料。通過增加緩沖層保證對功能材料進行深刻蝕的質量。
文檔編號H01L21/308GK102903627SQ201110215430
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者劉若鵬, 趙治亞, 繆錫根, 張賢高 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創新技術有限公司