【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體加工，尤其是涉及一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法及光柵結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、雙層光柵結(jié)構(gòu)由于其獨特的半導(dǎo)體性能、化學(xué)性能、光學(xué)性能，在光電子學(xué)、電子學(xué)、生物傳感器、太陽能電池等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。納米壓印技術(shù)作為一種制備微納米結(jié)構(gòu)的技術(shù)，因其具備操作簡單、生產(chǎn)效率高、分辨率高等特點而被廣泛應(yīng)用，其中以pdms為模板的軟壓印技術(shù)已經(jīng)相當成熟，可以實現(xiàn)大面積高精度的圖形復(fù)制。
2、雙層膠研究中采用的壓印材料通常包括hsq、lor、pmma和su-8，因hsq、lor價格較為昂貴，因此微納米壓印材料常采用pmma和su-8。pmma和su-8具有可實現(xiàn)低壓壓印、成本低、過程簡單等優(yōu)點，結(jié)合pdms模板進行軟壓印，便可實現(xiàn)大面積微納米圖形制備。
3、現(xiàn)有的雙層膠壓印技術(shù)一般為先旋涂第一層膠，再旋涂第二層膠，然后壓印上層膠形成光柵結(jié)構(gòu)，最后利用上層膠結(jié)構(gòu)作掩模進行刻蝕下層膠結(jié)構(gòu)，并通過控制刻蝕工藝的選擇比，最終形成雙層膠的微納結(jié)構(gòu)。針對上述中的技術(shù)，專利技術(shù)人認為現(xiàn)有的雙層膠壓印技術(shù)過程還具有簡化的空間，亟需一種新型的加工方法，以簡化壓印技術(shù)，降低加工成本，實現(xiàn)雙層膠微納結(jié)構(gòu)的批量化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法及光柵結(jié)構(gòu)，以在現(xiàn)有的雙層膠壓印技術(shù)上，簡化壓印技術(shù)，降低加工成本，實現(xiàn)雙層膠微納結(jié)構(gòu)的批量化生產(chǎn)。
2、本專利技術(shù)提供的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，采用如
3、一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，包括以下步驟：
4、s1、準備基板，并對基板進行清洗、烘干，然后采用光刻技術(shù)在基板表面生成掩膜，對基板進行刻蝕后去除掩膜，得到光柵模板；
5、s2、在光柵模板表面旋涂pdms，使得pdms均勻分布于光柵模板，并在光柵模板上壓印出光柵結(jié)構(gòu)，得到pdms軟模板；
6、s3、準備晶圓基片，并對晶圓基片進行清洗、烘干，在晶圓基片表面旋涂第一聚合物層，對第一聚合物層進行加熱前烘，然后在第一聚合物層表面旋涂第二聚合物層，對第二聚合物層進行加熱前烘，得到雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)；
7、s4、準備熱臺，設(shè)置熱臺的溫度大于步驟s3中第一聚合物層中材料的軟化溫度，將由步驟s3制得的雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)放置于熱臺上進行預(yù)熱，再將由步驟s2制得的pdms軟模板壓到雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)表面，然后再用紫外光曝光雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)；
8、s5、將pdms軟模板和雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)分離，對分離后的雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)進行后烘處理，雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)表面的殘膠通過icp刻蝕，得到雙層光柵結(jié)構(gòu)。
9、優(yōu)選的，步驟s3中的所述晶圓基片為硅片、玻璃、石英中的任一種。
10、優(yōu)選的，步驟s3中的所述第一聚合物層選用su-8。
11、優(yōu)選的，步驟s3中的所述第二聚合物層選用pmma。
12、優(yōu)選的，步驟s3中的所述第一聚合物層(3)的旋涂速度為3000r/min，所述第一聚合物層(3)的旋涂時間為30s；
13、步驟s3中的所述第二聚合物層(4)的旋涂速度為2000r/min，所述第二聚合物層(4)的旋涂時間為30s。
14、優(yōu)選的，步驟s3中所述第一聚合物層(3)的前烘溫度為90℃，所述第一聚合物層(3)的前烘時間為15min；
15、步驟s3中所述第二聚合物層(4)的前烘溫度為60℃，所述第二聚合物層(4)的前烘時間為20min。
16、優(yōu)選的，步驟s4中所述熱臺的溫度超過第一聚合物層中材料軟化溫度8-12℃；
17、所述雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)放置于熱臺上的預(yù)熱時間為5min，所述雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)紫外光曝光的時間為20s，紫外光功率為350w。
18、優(yōu)選的，步驟s5中雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)的后烘溫度為100℃，后烘時間為10min。
19、優(yōu)選的，步驟s5中icp源功率為300w，偏壓功率為20w，o2流量為30sccm。
20、本專利技術(shù)還提供了一種光柵結(jié)構(gòu)，通過上述所述的納米壓印的光柵結(jié)構(gòu)的加工方法處理得到，所述光柵結(jié)構(gòu)包括由下至上依次設(shè)置的晶圓基片、第一聚合物層和第二聚合物層；
21、所述晶圓基片為硅片、玻璃、石英中的任一種；
22、所述第一聚合物層為su-8；
23、所述第二聚合物層為pmma。
24、綜上所述，本專利技術(shù)包括以下有益技術(shù)效果：
25、1.本專利技術(shù)通過采用熱壓印和紫外光處理相結(jié)合的技術(shù)，能夠同時對晶圓基片上的第一聚合物層和第二聚合物層進行壓印，本專利技術(shù)得到的雙層光柵結(jié)構(gòu)為一次壓印成型，簡化了納米壓印工藝，降低了加工成本，實現(xiàn)了雙層光柵結(jié)構(gòu)的批量加工。
26、2.本專利技術(shù)通過設(shè)置icp參數(shù)，設(shè)置最優(yōu)的刻蝕比，能夠快速去除雙層光柵結(jié)構(gòu)的殘膠。
27、3.本專利技術(shù)制得的雙層光柵結(jié)構(gòu)，衍射效率為藍光68％、綠光92％、紅光51％，雙層光柵結(jié)構(gòu)能夠全波長的透射的衍射效率提高到50％以上，且530nm綠光能到90％以上。
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1.一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S3中的所述晶圓基片(2)為硅片、玻璃、石英中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S3中的所述第一聚合物層(3)選用SU-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S3中的所述第二聚合物層(4)選用PMMA。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S3中的所述第一聚合物層(3)的旋涂速度為3000r/min，所述第一聚合物層(3)的旋涂時間為30s；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S3中所述第一聚合物層(3)的前烘溫度為90℃，所述第一聚合物層(3)的前烘時間為15min；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S4中所述熱臺的溫度超過第一聚合
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S5中雙層膠晶圓結(jié)構(gòu)的后烘溫度為100℃，后烘時間為10min。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟S5中ICP源功率為300W，偏壓功率為20W，O2流量為30sccm。
10.一種光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光柵結(jié)構(gòu)通過權(quán)利要求1-9中任一項所述的納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法處理得到，所述光柵結(jié)構(gòu)包括由下至上依次設(shè)置的晶圓基片(2)、第一聚合物層(3)和第二聚合物層(4)；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟s3中的所述晶圓基片(2)為硅片、玻璃、石英中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟s3中的所述第一聚合物層(3)選用su-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟s3中的所述第二聚合物層(4)選用pmma。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟s3中的所述第一聚合物層(3)的旋涂速度為3000r/min，所述第一聚合物層(3)的旋涂時間為30s；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米壓印的雙層光柵結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于，步驟s3中所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱元強，李書比，黃書惠，
申請(專利權(quán))人：福建福特科光電股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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