一种尺寸可控制的纳米块制作方法技术

本发明专利技术公开了一种尺寸可控制的纳米块制作方法，该方法包括：在基底的上表面设置一光刻胶层；对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形；对第一次曝光后的基底进行显影，从而显露出一维光刻胶光栅图案；对显影后的基底进行第二次曝光和显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列；对带有光刻胶纳米块阵列的基底进行刻蚀后，将光刻胶除去，从而实现纳米块的制作。本发明专利技术的方法具有纳米块尺寸可控制、成本低、不需复杂的设备及可用于大面积制作的优点。本发明专利技术可广泛应用于纳米块制作的领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米块的制作工艺，尤其涉及。
技术介绍
纳米块阵列在磁存储、光电子器件、生物传感器及纳米线、纳米管等一维结构阵列的制备领域中具有重要应用价值。经过十几年的科学研究，已有多种制作纳米块阵列的方法。然而，目前现有的纳米块制作方法中，均存在一些不足，例如:电子束或聚焦离子束曝光法，其所使用的设备昂贵，并且具有生产效率低，以及不利于大面积生产等缺点，该方法通常仅用于实验室制作少量样品时使用；薄膜沉积或化学自组装方法，虽然其工艺简单，也宜于大面积生产，但是难以得到尺度分布较窄且点阵形式较为完美的纳米块阵列；纳米压印法，其是这几年发展较快的一项技术，它可实现大面积均匀纳米块的制备，但是其所采用的压印模板难以制作，并且在制作模板时往往也需要结合上述的电子束曝光法。由此可得，一种低成本、易于实现且尺寸可控制的纳米块制作方法是目前迫切需要解决的技术问题之 O
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种成本低、易于实现且尺寸可控制的纳米块制作方法。本专利技术所采用的技术方案是:，该方法包括: 51、在基底的上表面设置一光刻胶层； 52、对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形； 53、对第一次曝光后的基底进行显影,从而显露出一维光刻胶光栅图案； 54、对步骤S3中显影后的基底进行第二次曝光和显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列； 55、对带有光刻胶纳米块阵列的基底进行刻蚀后，将光刻胶除去，从而实现纳米块的制作。进一步，所述的步骤S4,其具体为: 通过基于掩膜板的边缘曝光技术，从而对步骤S3中显影后的基底进行第二次曝光，然后对第二次曝光后的基底进行显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列。进一步，所述的步骤S4包括: 541、将带有光栅图案的掩膜板置于所述步骤S3中显影后的基底上，所述掩膜板上的光栅线条方向与所述基底上的光栅线条方向垂直； 542、对步骤S41中所述的基底进行第二次曝光，然后对第二次曝光后的基底进行显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列。进一步，所述的步骤S2，其具体为: 通过全息光刻的方式或掩膜板边缘曝光的方式对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形。进一步，所述全息光刻的方式，其具体为:采用激光器作为光源，通过空间滤波器对激光器发出的激光进行扩束滤波后，采用劳埃镜光路使激光形成干涉条纹。进一步，所述步骤S3中所述对第一次曝光后的基底进行显影这一步骤，其具体为: 将第一次曝光后的基底置于质量百分比浓度为0.5%的KOH溶液中进行显影。进一步，所述步骤SI之前还设有步骤S0，所述的步骤SO为:对基底进行预处理。进一步，所述步骤SO具体为: 将基底用清水和丙酮清洗后，置于烘箱中，在130°c下烘烤10分钟除去水汽和残余丙酮，烘烤后进行氧气等离子体处理。进一步，所述氧气等离子体处理所采用的真空度为25 Pa，功率为60 W，轰击时间为90秒ο进一步，所述的基底为硅片或玻璃。本专利技术的有益效果是:本专利技术的方法是通过两次曝光和显影来完成光刻胶纳米块阵列的制作，然后，对带有光刻胶纳米块阵列的基底进行刻蚀，由于光刻胶纳米块阵列作为保护层，因此，进行刻蚀后，会将纳米块阵列的图案转移到基底上，接着，将基底上的光刻胶除去后便完成纳米块的制作。由此可得，对于本专利技术纳米块的制作方法，其通过控制工艺参数，如曝光剂量和/或干涉角度，从而便可对纳米块的尺寸进行控制，制作灵活性高，而且本专利技术的方法还具有不需要复杂的设备、成本低、可用于大面积制作等优点。【附图说明】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步说明: 图1是本专利技术的步骤流程图； 图2是本专利技术一具体实施例中全息曝光的工艺步骤示意图； 图3是本专利技术一具体实施例中基于PDMS掩膜板边缘曝光的工艺步骤示意图； 图4是本专利技术一具体实施例中PDMS掩膜板的制作工艺步骤示意图。【具体实施方式】如图1所示，，该方法包括: 51、在基底的上表面设置一光刻胶层； 52、对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形； 53、对第一次曝光后的基底进行显影,从而显露出一维光刻胶光栅图案； 54、对步骤S3中显影后的基底进行第二次曝光和显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列； 55、对带有光刻胶纳米块阵列的基底进行刻蚀后，将光刻胶除去，从而实现纳米块的制作。进一步作为优选的实施方式，所述的步骤S4，其具体为: 通过基于掩膜板的边缘曝光技术，从而对步骤S3中显影后的基底进行第二次曝光，然后对第二次曝光后的基底进行显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列。优选地，所述基于掩膜板的边缘曝光技术为基于PDMS掩膜板的边缘曝光技术。进一步作为优选的实施方式，所述的步骤S4包括: 541、将带有光栅图案的掩膜板置于所述步骤S3中显影后的基底上，所述掩膜板上的光栅线条方向与所述基底上的光栅线条方向垂直； 542、对步骤S41中所述的基底进行第二次曝光，然后对第二次曝光后的基底进行显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列。当采用的基于掩膜板的边缘曝光技术为基于PDMS掩膜板的边缘曝光技术时,所述的掩膜板则为PDMS掩膜板。进一步作为优选的实施方式，所述的步骤S2，其具体为: 通过全息光刻的方式或掩膜板边缘曝光的方式对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形。当采用全息光刻的方式来对基底进行第一次曝光时，通过改变两干涉光束在光刻胶层表面的角度，那么便能制作不同间隔的一维光栅图形，而当采用掩膜板边缘曝光的方式来对基底进行第一次曝光时，则是通过选择不同的曝光剂量来制作不同间隔的一维光栅图形。进一步作为优选的实施方式，所述全息光刻的方式，其具体为:采用激光器作为光源，通过空间滤波器对激光器发出的激光进行扩束滤波后，采用劳埃镜光路使激光形成干涉条纹。进一步作为优选的实施方式，所述步骤S3中所述对第一次曝光后的基底进行显影这一步骤，其具体为: 将第一次曝光后的基底置于质量百分比浓度为0.5%的KOH溶液中进行显影。同样地，在对第二次曝光后的基底进行显影时，也可将第二次曝光后的基底置于质量百分比浓度为0.5%的KOH溶液中进行显影。进一步作为优选的实施方式，所述步骤SI之前还设有步骤S0，所述的步骤SO为:对基底进行预处理。优选地,所述步骤SO具体为: 将基底用清水和丙酮清洗后，置于烘箱中，在130°C下烘烤10分钟除去水汽和残余丙酮，烘烤后进行氧气等离子体处理。优选地，对于所述的氧气等离子体处理，其所采用的真空度为25 Pa，功率为60 W，轰击时间为90秒。进一步作为优选的实施方式，所述的基底为硅片或玻璃。所述的光刻胶层为正性光刻胶层或负性光刻胶层。本专利技术方法的一具体实施例 ，其具体步骤如下所示。首先进行全息曝光工艺，如图2所示，所述全息曝光的工艺的具体步骤包括: 步骤一、对基底I进行预处理，所述的基底I可以为一硅片或一玻璃； 对于所述对基底I进行预处理这一步骤，其具体为，将基底I用清水和丙酮清洗后，置于烘箱中，在130°C下烘烤10分钟除去水汽和残余丙酮，烘烤后进行氧气等离子体处理，增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尺寸可控制的纳米块制作方法，其特征在于：该方法包括：S1、在基底的上表面设置一光刻胶层；S2、对所述的基底进行第一次曝光，从而在光刻胶层上记录一维光栅图形；S3、对第一次曝光后的基底进行显影，从而显露出一维光刻胶光栅图案；S4、对步骤S3中显影后的基底进行第二次曝光和显影，从而将一维光刻胶光栅图案变为光刻胶纳米块阵列；S5、对带有光刻胶纳米块阵列的基底进行刻蚀后，将光刻胶除去，从而实现纳米块的制作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金建，邸思，陈贤帅，杜如虚，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44