[发明专利]曲面纳米结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种曲面纳米结构的制备方法。上述曲面纳米结构的制备方法包括如下步骤：在衬底上旋涂电子束抗蚀剂，形成抗蚀层；将抗蚀层进行曝光和显影，得到具有图案的抗蚀层；对衬底和具有图案的抗蚀层进行离子刻蚀，以使抗蚀层被刻蚀，并使衬底上形成曲面凹槽，得到曲面纳米结构。上述曲面纳米结构的制备方法工艺简单且能够得到具有光滑曲面的纳米结构。

技术领域

本发明涉及纳米加工技术领域，特别是涉及一种曲面纳米结构的制备方法。

背景技术

纳米结构能够应用于生物探测器、太阳能器件和光学器件等领域中。为了提高器件或者材料的功能，传统的二维垂直刻蚀已经不能满足需求，具有三维曲面纳米结构的需求量很大。目前三维纳米结构的制备方法主要有两种：多次套刻和灰度曝光。多次套刻的工艺复杂，且难以得到纳米尺寸的结构。灰度曝光虽然工艺简单，但是很难适用于加工曲面纳米结构。

发明内容

基于此，有必要提供一种工艺简单且能够得到三维曲面纳米结构的曲面纳米结构的制备方法。

一种曲面纳米结构的制备方法，包括如下步骤：

在衬底上旋涂电子束抗蚀剂，形成抗蚀层；

将所述抗蚀层进行曝光和显影，得到具有图案的抗蚀层；及

对所述衬底和具有图案的所述抗蚀层进行离子刻蚀，以使所述抗蚀层被刻蚀，且使所述衬底上形成曲面凹槽，得到曲面纳米结构。

在其中一个实施例中，所述将所述抗蚀层进行曝光和显影，得到具有图案的所述抗蚀层的步骤中，所述图案的宽度至少为50nm，所述图案的间距至少为10nm。

在其中一个实施例中，所述将所述抗蚀层进行曝光和显影的步骤中，曝光剂量为1C/m²～10C/m²，显影液为体积比为1∶1～3∶1的异丙醇与甲基异丁基甲酮的混合液，显影时间为1分钟～5分钟。

在其中一个实施例中，所述抗蚀层的厚度至少为50nm。

在其中一个实施例中，所述抗蚀层的厚度为50nm～300nm。

在其中一个实施例中，所述电子束抗蚀剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、德国Allresist的AR-P 6200及日本zeon的ZEP520中的一种。

在其中一个实施例中，所述对所述衬底和具有图案的所述抗蚀层进行离子刻蚀的步骤中，刻蚀气体为SF₆和CHF₃的混合气体，所述SF₆的流量为6sccm～16sccm，所述CHF₃的流量为60sccm～80sccm，刻蚀功率为100W～1200W。

在其中一个实施例中，所述对所述衬底和具有图案的所述抗蚀层进行离子刻蚀的步骤中，反应室压强为3mTorr～12mTorr。

在其中一个实施例中，所述在衬底上旋涂电子束抗蚀剂的步骤之前，还包括清洗所述衬底的步骤。

在其中一个实施例中，所述清洗所述衬底的步骤包括：先用SC1清洗液清洗所述衬底，再用SC2清洗液清洗所述衬底，其中，所述SC1清洗液包括体积比为1∶1∶(5～10)的NH₄OH、H₂O₂及水，所述SC2清洗液包括体积比为1∶1∶(5～10)的HCl、H₂O₂及水。