[发明专利]位相掩膜光刻制备占空比可调的纳米周期光栅的方法

权利要求书

1.位相掩膜光刻制备占空比可调的纳米周期光栅的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在衬底表面均匀旋涂一层一定厚度的深紫外光刻胶，然后经过预烘处理；

（2）选取一定周期的表面浮雕式石英光栅作为光刻所用的位相掩模，石英光栅的占空比为1:1、高度为266nm；

（3）利用波长266nm紫外光源作为曝光光源，曝光过程中位相掩膜板与表面涂覆有光刻胶的样品表面采用均匀接触方式，即二者紧密贴合又不至于使掩膜板的结构嵌入样品胶层中，在稳定激光输出功率条件下，根据不同的光刻胶层厚度，通过曝光时间的控制，精确控制曝光剂量，从而控制光栅线条的宽度与占空比；

（4）通过湿法显影过程，在一定的显影液中浸泡一定时间后，获得光刻胶的纳米光栅结构，该光栅结构参数中，周期应为掩模光栅周期的1/2；

（5）利用反应离子刻蚀工艺，刻蚀衬底材料，获得相应结构的光栅样品。

2.根据权利要求1所述的位相掩膜光刻制备占空比可调的纳米周期光栅的方法，其特征在于，所述光刻胶的厚度为10～1000nm，石英光栅的周期为400—2000nm；曝光剂量的调节范围在10×40～200×40mW﹒s之间；所述光栅线条的宽度为10～1980nm。

3.根据权利要求1或2所述的位相掩膜光刻制备占空比可调的纳米周期光栅的方法，其特征在于，经过步骤（4）获得光刻胶的纳米光栅结构以后，根据所需光栅线条宽度与占空比的大小，继续如下步骤进行修正：

a)利用遮蔽沉积技术，通过调节倾斜沉积角度：10°～89°，在已曝光显影的光刻胶层上表面，以不同的沉积角度分别蒸发沉积金属或氧化物作为抗刻蚀阻挡层薄膜材料；然后选取适当的刻蚀参数，分别采用反应离子刻蚀方法刻蚀未受保护的光刻胶层和底层材料，获得不同线条宽度和占空比的纳米光栅结构；

b)利用O₂等离子体反应刻蚀没有覆盖有薄膜掩膜的光刻胶层，得到顶部覆盖有掩膜层的侧壁陡直的光刻胶层光栅结构；

c)利用反应离子刻蚀方法，在设定的刻蚀气体与刻蚀条件下，对未受上述光刻胶层保护的衬底材料进行刻蚀；

d)选择一定的配方溶液，对上述样品上的抗刻蚀层进行举离，最后得到所需光栅样品。