[发明专利]一种高深宽比纳米光栅的制作方法

说明书

本发明公开了一种高深宽比纳米光栅的制作方法。制作原始模具：制作得到带有低深宽比的光栅结构的原始模具；纳米压印，通过纳米压印工艺复制光栅结构制备得到PDMS软模板；在玻璃基片上旋涂纳米压印胶为图形转移层，PDMS软模板覆盖上去，固化后分离脱模；去除压印胶残余层；玻璃基片上镀一层金属，形成金属层；将整个玻璃基片浸泡剥离脱落图形转移层及其上的金属层，形成金属纳米结构掩膜；刻蚀表面，在玻璃基片表面形成高深宽比的纳米光栅结构。本发明能在低深宽比的纳米光栅基片基础上进一步处理获得高深宽比纳米光栅基片，得到高深宽比的纳米级的光栅结构。

技术领域

本发明涉及微纳器件制作技术领域的一种纳米光栅制作方法，具体涉及一种高深宽比纳米光栅的制作方法。

背景技术

纳米压印技术，最早由Stephen Y Chou教授在1995年率先提出，是微纳米器件制作工艺中的一个重要技术，这是一种不同与传统光刻技术的全新图形转移技术，纳米压印技术不使用光线或者辐照使光刻胶感光成形，它是将预先制备好的模具压入液态的阻蚀剂，使阻蚀剂产生物理变形而实现阻蚀剂图形化，而不是通过改变阻蚀剂的化学特性来实现阻蚀剂的图形化。相较于传统的光刻技术，其具有产量更高，成本更低和工艺更简单的优点。

传统的光栅制作方法通常有两种技术方案：①光刻工艺――刻蚀工艺；②纳米压印工艺或者是纳米压印后刻蚀。在技术方案①中，通过曝光和显影将光栅结构转移基片表面的光刻胶上，然后利用光刻胶作为掩膜，通过刻蚀工艺刻蚀基片从儿将光栅结构转移到基片。在技术方案②中，通过第一次压印将原始模具的光栅结构复制得到PET软模，再进行第二次压印将PET软模的光栅结构复制到基片的纳米压印胶上，固化后的纳米压印胶便可以直接作为光栅结构；或者是将具有光栅结构的纳米压印胶作为掩膜，通过刻蚀工艺刻蚀基片，从而将光栅结构复制到基片上。在上述两种技术方案中，由于光刻胶和纳米压印胶的刻蚀选择比低，不能制作得到高深宽比的光栅结构或者是制作高深宽比的光栅结构时存在很大的困难。另外普通光刻无法加工周期为纳米尺度的光栅，使用电子束直写速度太慢，步进式或EUV等光刻技术设备太昂贵，成本太高。如果只使用纳米压印制作高深宽比的光栅结构，脱模很困难，容易造成缺陷。

因此，需要提供一种新的技术方案，可以实现高深宽比纳米光栅结构的制作。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高深宽比纳米光栅的制作方法，可以实现纳米级的高深宽比光栅结构的制作。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

步骤一，制作原始模具：使用电子束直写和刻蚀技术制作得到带有低深宽比的光栅结构的原始模具；

步骤二，纳米压印：

(1)PDMS软模板制备：通纳米压印工艺将步骤一制备得到的原始模具上的光栅结构进行复制得到PDMS软模板，从而将原始模具的纳米光栅结构复制到PDMS软模板上；

(2)在所需制作高深宽比纳米光栅的玻璃基片上旋涂一层纳米压印胶作为图形转移层，将带有纳米光栅结构的PDMS软模板覆盖到涂好图形转移层的玻璃基片上，PDMS软模板置于图形转移层表面上，然后进行紫外曝光使图形转移层固化，再将PDMS软模板与玻璃基片分离脱模，在玻璃基片上复制得到低深宽比的纳米光栅结构的图形转移层；

步骤三，去除压印胶残余层：

通过ICP刻蚀刻蚀整体减薄图形转移层，将图形转移层纳米光栅结构中处于凹陷部分的压印胶被全部刻蚀干净，图形转移层纳米光栅结构中处于凹陷部分的压印胶为残余层，使得在图形转移层纳米光栅结构中处于凹陷部分的位置处暴露出玻璃基片表面；

步骤四，镀金属层：

通过热蒸镀或金属溅射的方式在整个玻璃基片上镀一层金属，形成金属层；

步骤五，剥离(lift-off)：