[发明专利]一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法

权利要求书

1.一种制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，该方法包括：

将硅片制作成掩模(A)；

在该掩模(A)正面中心部分形成由多个光刻胶线条构成的第一光刻胶图形；

在该第一光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，并用丙酮去除光刻胶线条，形成第一掩模板；

将硅片制作成基底(B)；

在该基底(B)上旋涂一层光刻胶，烘干，将该第一掩模板倒扣于该基底(B)上，使用X射线进行曝光，移除该第一掩模板，显影，在该基底(B)表面中心部分形成由多个光刻胶线条构成的第二光刻胶图形；

在该第二光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，并用丙酮去除光刻胶线条，形成第一基底；

将该第一基底正面中心部分的金层制作成镂空无支撑的图形结构；

在该第一基底的正面蒸发金，增加该镂空无支撑的图形结构中光栅线条的厚度，满足光栅线条高宽比要求，完成器件的制作。

2.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述大高宽比X射线衍射光栅，其高宽比的比值范围为[10，20]。

3.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述将硅片制作成掩模(A)包括：

在硅片正面旋涂一层厚度为1μm的聚酰亚胺，湿法腐蚀硅片背面的硅，然后在硅片正面的聚酰亚胺上蒸发一层Cr/Au合金电镀种子层，其中Cr的厚度为5nm，Au的厚度为10nm，形成掩模(A)。

4.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在该掩模(A)正面中心部分形成由多个光刻胶线条构成的第一光刻胶图形包括：

在掩模(A)的正面旋涂一层电子束光刻胶ZEP-520，厚度为500nm，利用电子束对掩模(A)中心部分的电子束光刻胶ZEP-520进行光刻，并显影，在掩模(A)中心部分形成由多个光刻胶线条构成的第一光刻胶图形，其中光刻胶线条宽度为150nm。

5.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在该第一光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，并用丙酮去除光刻胶线条，形成第一掩模板，包括：

刻蚀掩模(A)正面第一光刻胶图形所在区域的残胶，并在掩模(A)边缘刻蚀光刻胶露出Cr/Au合金电镀种子层，形成电极，然后将掩模(A)的第一光刻胶图形所在区域置于电镀溶液中进行电镀，在第一光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，直至金层与光刻胶线条的厚度齐平，用丙酮去除光刻胶线条，形成第一掩模板。

6.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述将硅片制作成基底(B)，包括：

在硅片正面旋涂一层厚度为1μm的聚酰亚胺，然后在聚酰亚胺上蒸发一层Cr/Au合金电镀种子层，其中Cr的厚度为5nm，Au的厚度为10nm，形成基底(B)。

7.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在该基底(B)上旋涂一层光刻胶，是在该基底(B)上旋涂一层厚度为700nm的光刻胶PMMA。

8.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在该第二光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，并用丙酮去除光刻胶线条，形成第一基底，包括：

刻蚀基底(B)表面第二光刻胶图形所在区域的残胶，并刻蚀基底(B)边缘的光刻胶露出Cr/Au合金电镀种子层，形成电极，然后将基底(B)第二光刻胶图形所在区域置于电镀溶液中进行电镀，在第二光刻胶图形的光刻胶线条之间形成金层，直至金层与光刻胶线条的厚度齐平，用丙酮去除光刻胶线条，形成第一基底。

9.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述将该第一基底正面中心部分的金层制作成镂空无支撑的图形结构，包括：

湿法腐蚀该第一基底背面的硅，刻蚀该第一基底正面的Cr/Au合金电镀种子层，并在该第一基底的背面采用氧气刻蚀金层下方的聚酰亚胺，使得该第一基底正面中心部分的金层成为镂空无支撑的图形结构。

10.根据权利要求1所述的制作大高宽比X射线衍射光栅的方法，其特征在于，所述在该第一基底的正面蒸发金，增加该镂空无支撑的图形结构中光栅线条的厚度，满足光栅线条高宽比要求，包括：

在该第一基底的正面电子束蒸发一层金，使得该镂空无支撑的图形结构中光栅线条的金厚度增加到3μm，光栅线条高宽比达到20∶1，满足光栅线条高宽比要求。