一种纳米级硬质掩模的制备方法技术

一种纳米级硬质掩模的制备方法，包括以下步骤：A1、在基底表面依次涂覆第一光刻胶和第二光刻胶，在全息干涉光路下曝光处理后，进行第一次显影处理，制得带图案化的光刻胶结构的基板；其中，所述第一光刻胶为LOR光刻胶或LOL光刻胶；A2、在所述带图案化的光刻胶结构的基板上沉积硬质掩模层，制得预制模板；A3、对所述预制模板进行光刻胶结构的剥离工艺(lift

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级硬质掩模的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米结构构造
，具体涉及一种纳米级硬质掩模的制备方法。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)作为微电子产品的基本元件，在柔性显示、可穿戴电子、微传感器等领域都有广泛的应用前景。随着微电子技术的发展，TFT的性能与集成度越来越高，特征尺寸不断缩小，对其设计与制造提出了诸多挑战。
[0003]晶体管源极、漏极的制备方法主要是射频溅射或者热蒸镀，源漏极之间沟道长度对晶体管性能有着决定性的影响，同时也影响着晶体管的集成度。高性能、高集成度晶体管的制备对小沟道的加工提出了要求，需要达到纳米级别。小沟道的加工常规方法是光刻，光刻工艺能够生产纳米级的精细结构，但是需要掩模，所用设备昂贵，具有工艺复杂，生产成本高，难以大面积生产的缺点。
[0004]掩模最常见的制备方法为：以氮化硅和硅作为原材料，通过刻蚀的方法刻蚀出电极孔洞，从而得到想要的金属电极的硬质掩模。但该方法存在如下技术问题：氮化硅掩模在使用的过程中易碎，制备方法复杂；硅掩模刻蚀难度大，制备周期长。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于克服上述
技术介绍
的缺陷，提供一种纳米级硬质掩模的制备方法，制备的纳米级硬质掩模边缘十分光滑，且整个工艺过程时间较短，大大提高了生产效率。<br/>[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种纳米级硬质掩模的制备方法，包括以下步骤：
[0009]A1、在基底表面依次涂覆第一光刻胶和第二光刻胶，在全息干涉光路下曝光处理后，进行第一次显影处理，制得带图案化的光刻胶结构的基板；其中，所述第一光刻胶为LOR光刻胶或LOL光刻胶；
[0010]A2、在所述带图案化的光刻胶结构的基板上沉积硬质掩模层，制得预制模板；
[0011]A3、对所述预制模板进行光刻胶结构的剥离工艺(lift
‑
off)，优选地还进行第二次显影处理，去除所述光刻胶结构及所述光刻胶结构上的硬质掩膜层，获得开口尺寸为1μm以下的纳米级硬质掩模。
[0012]进一步地，所述第一光刻胶在显影液中的溶解速率大于所述第二光刻胶的溶解速率；优选地，所述第二光刻胶为紫外光刻胶。
[0013]进一步地，所述第一光刻胶层的厚度为200nm～300nm。
[0014]进一步地，所述第二光刻胶层的厚度为400nm～500nm。
[0015]进一步地，所述硬质掩模层厚度小于所述第一光刻胶层，优选地，所述硬质掩模层
的厚度为40nm～100nm，更优选地，所述硬质掩模层的厚度为40nm～50nm。
[0016]进一步地，所述硬质模板层选自金属层、金属氧化物层、非金属氧化物层、氮化物层。
[0017]进一步地，步骤A1中所述曝光处理的波长为400nm～500nm。
[0018]进一步地，所述图案化的光刻胶结构中的所述第二光刻胶层的底部面积大于所述第一光刻胶层的顶部面积，优选地，所述图案化的光刻胶结构形成“T”字型的光刻胶结构阵列。
[0019]进一步地，所述剥离工艺包括将所述预制模板在丙酮中进行浸泡。
[0020]进一步地，所述浸泡的时间为10min～20min。
[0021]本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术提供一种纳米级硬质掩模的制备方法，采用全息干涉光路下曝光处理形成图案化的光刻胶结构，并通过对沉积硬质掩模层后的预制模板进行光刻胶结构剥离(lift
‑
off)、显影处理，将光刻胶结构及其表面上的硬质掩模层从而预制模板上去除，实现硬质掩模层的图案化处理，从而制得纳米级金属掩模。全息干涉光路下的曝光处理是一种无掩模曝光方法，其曝光光路简单，曝光过程简便，且可大面积曝光，且全息干涉曝光能通过单次曝光，制作出周期约为半波长的光刻胶结构(即相连光刻胶结构之间的间隔为全息干涉曝光波长的一半)；本专利技术利用全息干涉曝光实现了快速的制作纳米级光刻胶结构，但全息干涉曝光制作出的光刻胶结构侧壁陡直度较低，不利于剥离工艺(lift
‑
off)的进行，本专利技术通过第一光刻胶采用LOR光刻胶或LOL光刻胶，利用LOR光刻胶或LOL光刻胶的特点，大大提高了剥离工艺的成功率。从而，本专利技术得以结合全息干涉曝光和剥离工艺两种方法的优势，制作出大面积纳米级硬质掩模，用于基底材料的深刻蚀工艺。通过本专利技术制备方法制作出的硬质掩模边缘十分光滑，且整个工艺过程时间较短，大大提高了生产效率。
[0023]在优选的实施例中，本专利技术的第一光刻胶在显影液中的溶解速率大于上层的第二光刻胶，由此实现的光刻胶结构尤其是形成“T”字型的光刻胶结构阵列的构建，有利于剥离工艺的进行。
[0024]本专利技术的制备方法实现了大面积纳米级硬质掩模的制作，制作工艺简单，速度快，生产效率高；可使用任意材料作为掩模；可在任意基底上制作。
附图说明
[0025]图1为采用本专利技术实施例1中制备方法制得的光刻胶结构示意图。
[0026]图2为本专利技术实施例1中的工艺流程图。
[0027]图3为本专利技术实施例1中制得的光刻胶结构的TEM测试图。
具体实施方式
[0028]以下对本专利技术的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0029]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定
作用也可以是用于耦合或连通作用。
[0030]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0032]本专利技术实施例提供一种纳米级硬质掩模的制备方法，包括以下步骤：
[0033]A1、在基底表面依次涂覆第一光刻胶和第二光刻胶，在全息干涉光路下曝光处理后，进行第一次显影处理，制得带图案化的光刻胶结构的基板；其中，所述第一光刻胶为LOR光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级硬质掩模的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1、在基底表面依次涂覆第一光刻胶和第二光刻胶，在全息干涉光路下曝光处理后，进行第一次显影处理，制得带图案化的光刻胶结构的基板；其中，所述第一光刻胶为LOR光刻胶或LOL光刻胶；A2、在所述带图案化的光刻胶结构的基板上沉积硬质掩模层，制得预制模板；A3、对所述预制模板进行光刻胶结构的剥离工艺(lift
‑
off)，优选地还进行第二次显影处理，去除所述光刻胶结构及所述光刻胶结构上的硬质掩膜层，获得开口尺寸为1μm以下的纳米级硬质掩模。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶在显影液中的溶解速率大于所述第二光刻胶的溶解速率；优选地，所述第二光刻胶为紫外光刻胶。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶层的厚度为200nm～300nm。4.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第二光刻胶层的厚度为400...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈垚鑫，
申请(专利权)人：深圳品微光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：