[发明专利]制备大高宽比结构器件的方法

权利要求书

1.一种制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，该方法包括：

制备图形相同、有对准标记的掩膜板A和半成品掩模板B，所述半成品掩模板B制作到去除第一层光刻胶之前；

在所述半成品掩膜板B上旋涂第二层光刻胶；

按照所述对准标记，以所述掩膜板A为掩膜，对所述半成品掩膜板B进行第二次曝光和显影，所述显影后形成的空隙直到所述半成品掩膜板B上原有的第一图形层；

在所述半成品掩膜板B上显影形成的空隙中，沉积第二图形层，所述第二图形层与所述第一图形层紧密结合；以及

去除所述掩膜板B上所有光刻胶，形成大高宽比结构器件。

2.根据权利要求1所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述制备掩膜板A和半成品掩膜板B的步骤中，采用电子束曝光工艺和材料沉积工艺形成第一图形层；所述以掩膜板A为掩膜，对半成品掩膜板B进行第二次曝光的步骤中，采用X射线曝光工艺和材料沉积工艺形成第二图形层。

3.根据权利要求2所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述制备掩膜板A和半成品掩膜板B的步骤包括：

在衬底上电镀种子层；

旋涂电子束光刻胶，进行电子束光刻、显影；

利用等离子体在衬底一侧刻蚀出电镀所需的电极窗口，同时在另一侧刻蚀出电镀附加窗口；

在电子束显影所形成的空隙中，利用电镀生长第一图形层，所述第一图形层和所述电子束光刻胶的厚度一致，对于半成品掩膜板B，结束；

对于掩膜板A，去除剩余的电子束光刻胶，结束。

4.根据权利要求3所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，

所述在半成品掩膜板B上旋涂第二层光刻胶的步骤包括：在所述半成品掩膜板B上旋涂X射线光刻胶，所述X射线光刻胶的厚度大于所述电子束光刻胶的厚度；

所述对半成品掩膜板B进行第二次曝光的步骤包括：对半成品掩膜板B进行X射线曝光；

所述在半成品掩膜板B上显影形成的空隙中，沉积第二图形层的步骤包括：利用等离子体刻蚀在衬底刻蚀出电镀所需的电极窗口；在光刻胶显影所形成的空隙中，利用电镀生长第二图形层。

5.根据权利要求3所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述原始衬底为单面抛光的(100)硅片，所述在衬底上电镀种子层的步骤之前还包括：

在所述硅片上，旋涂聚酰亚胺前体溶液形成0.5-2μm厚的薄膜并进行热处理，以支撑图形层；以及

采用各向同性的湿法腐蚀，将聚酰亚胺薄膜背面的硅腐蚀掉；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述去除掩膜板B上所有光刻胶的步骤之前还包括：重复执行以下步骤，直至图形层达到预设厚度：

在所述半成品掩膜板B上旋涂第N层光刻胶；

按照所述对准标记，以所述掩膜板A为掩膜，对所述半成品掩膜板B进行第N次曝光和显影，所述显影后形成的空隙直到所述半成品掩膜板B上原有的第N-1图形层；以及

在所述半成品掩膜板B上显影形成的空隙中，沉积第N图形层，所述第N图形层与所述第N-1图形层紧密结合。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述在半成品掩膜板B上旋涂第二层光刻胶的步骤中，所述第二层光刻胶为正胶或负胶，其厚度大于等于1μm。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述第一图形层和第二图形层的材料均为金。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的制备大高宽比结构器件的方法，其特征在于，所述大高宽比结构器件为波带片、光子筛或光栅。