[发明专利]一种光栅刻蚀方法

权利要求书

1.一种光栅刻蚀方法，其特征在于，所述方法包括：

在单晶硅基底上生长抗蚀层后涂覆光刻胶并前烘；

利用紫外曝光显影在所述单晶硅基底表面进行扇形光刻胶掩模图形的制备；

利用抗蚀层腐蚀剂以及单晶硅刻蚀液将扇形光刻胶掩模图形转移至单晶硅基底上，利用扇形掩模图形内不同矩形条对应刻蚀现象不同确定所述单晶硅基底的晶向；

确定所述单晶硅基底的晶向后，利用紫外曝光显影进行正式光栅光刻胶掩模图形的制作；

利用抗蚀层腐蚀剂将所述正式光栅光刻胶掩模图形转移至抗蚀层上得到抗蚀层掩模图形并对所述抗蚀层掩模图形进行光刻胶去除；

利用单晶硅刻蚀液将所述抗蚀层掩模图形转移至单晶硅基底上，对所述单晶硅基底进行清洁处理。

2.根据权利要求1所述的光栅刻蚀方法，其特征在于，所述在单晶硅基底上生长抗蚀层后涂覆光刻胶并前烘，包括：

采用区熔法制备的单晶硅基底，对硅片利用一号标准清洗液和二号标准清洗液清洗后在单晶硅基底表面生长一层厚度为80纳米的抗蚀层；

采用旋涂法在长有抗蚀层的所述单晶硅基底表面涂覆厚为600纳米的光刻胶，旋涂速度3000rpm，旋涂时间30s；

将已涂覆光刻胶的硅基底放入烘箱进行前烘处理，烘箱温度90℃，前烘时间20mins。

3.根据权利要求1所述的光栅刻蚀方法，其特征在于，所述利用紫外曝光显影在所述单晶硅基底表面进行扇形光刻胶掩模图形的制备，包括：

利用紫外曝光机将扇形掩模板图形利用曝光方式记录于光刻胶上，利用3‰的NaOH溶液对光刻胶进行显影，以实现扇形光刻胶掩模制备。

4.根据权利要求1所述的光栅刻蚀方法，其特征在于，所述利用抗蚀层腐蚀剂以及单晶硅刻蚀液将扇形光刻胶掩模图形转移至单晶硅基底上，利用扇形掩模图形内不同矩形条对应刻蚀现象不同确定所述单晶硅基底的晶向，包括：

显影后利用缓冲氢氟酸刻蚀液对抗蚀层进行刻蚀，刻蚀时间60s，刻蚀温度20℃，将扇形光刻胶掩模图形转移至抗蚀层；

通过利用放大倍数为1000的显微镜观察扇形光刻胶掩模图形不同矩形条刻蚀现象不同确定晶向准确方向；

当显微镜看到矩形条两侧黑边宽度不等时确定矩形条与晶向未对准；

当矩形条两侧黑边越窄且等宽时确定单晶硅基底的晶向对准。

5.根据权利要求1所述的光栅刻蚀方法，其特征在于，所述确定所述单晶硅基底的晶向后，利用紫外曝光显影进行正式光栅光刻胶掩模图形的制作，包括：

所述单晶硅基底的晶向确定后，对所述单晶硅基底进行清洗，采用旋涂法在长有抗蚀层的单晶硅基底表面涂覆厚度为600纳米的光刻胶，旋涂速度3000rpm，旋涂时间30s；

将已涂覆光刻胶的单晶硅基底放入烘箱进行前烘处理，烘箱温度90℃，前烘时间20mins；

利用矩形光栅掩模板对单晶硅基底的晶向进行对准，所述矩形光栅掩模板的光栅线条方向与对准槽方向平行，将矩形光栅掩模板上的对准槽与晶向偏差最小的扇形矩形条进行对准，对准精度为0.01°；

对准后通过紫外曝光显影工艺完成正式光栅光刻胶掩模制备。

6.根据权利要求1所述的光栅刻蚀方法，其特征在于，所述利用抗蚀层腐蚀剂将所述正式光栅光刻胶掩模图形转移至抗蚀层上得到抗蚀层掩模图形并对所述抗蚀层掩模图形进行光刻胶去除，包括：

显影后利用缓冲氢氟酸刻蚀液对抗蚀层进行刻蚀，刻蚀时间60s，刻蚀温度20℃，将正式光栅光刻胶掩模图形转移至抗蚀层得到抗蚀层掩模图形；

利用丙酮去除光刻胶，去除过程辅以超声波振荡，振荡频率100kHz，振荡功率300W，去除时间20mins，光刻胶去除后，用去离子水冲洗抗蚀层10mins。