一种周期性碗状结构模板的制备方法与流程

本发明属于半导体制造的，尤其涉及一种周期性碗状结构模板的制备方法。

背景技术：

1、微纳结构具有小尺寸效应、表面效应等特殊性质，使得它们在光子晶体器件、高灵敏度传感器等领域应用广泛。而碗状结构的开发和利用更是近期微纳材料领域的研究热点，其目前主要制备方法为单层胶体晶体模板法、诱导生长法、中空微球内陷法等。单层胶体晶体模板法是以自组装形成的单层胶体晶体为模板(如常用的胶体颗粒单分散聚苯乙烯微球),通过物理气相沉积、化学或电化学沉积等技术在模板微球的顶层或空隙沉积某种物质,然后采用溶解、高温处理等方法除去模板,得到碗形胶体颗粒或者二维碗状结构薄膜。诱导生长法是指基本结构单元在材料形成过程中依赖某种作用自发地组织或聚集成为一个稳定的、具有一定规则几何外形结构颗粒的方法。中空微球内陷法是采用喷雾干燥、乳液聚合或核壳微球处理等方法制备中空微球,当得到的中空微球壳层有一定厚度但不足以支撑其结构时,其壳层常内陷形成碗形结构。

2、这些方法虽然能得到直径可控、单分散的碗状结构，但由于碗深不一致、大小不均等缺点，无法进行大批量生产。另外在制备过程中均需要不同程度的使用具有腐蚀性的化学品进行形貌控制。

技术实现思路

1、本发明的目的就是解决背景技术中的问题，提出一种周期性碗状结构模板的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种周期性碗状结构模板的制备方法，包括以下几个步骤：

3、提供晶圆衬底，在所述晶圆衬底上表面镀二氧化硅膜层；

4、在所述二氧化硅膜层上表面涂覆光刻胶，对光刻胶进行光刻，使得光刻胶上形成有周期性光刻胶图形；

5、对失去光刻胶保护部分的二氧化硅膜层进行离子束刻蚀处理，使二氧化硅膜层被刻蚀的位置形成有碗状凹槽；

6、完全去胶，得到周期性碗状结构模板；

7、其中，所述离子束刻蚀的刻蚀条件为刻蚀角度为35°～65°，氩气流量为5～30sccm，腔内压强为7×10-4pa～8×10-4pa，刻蚀时间为5min～10min。

8、作为优选，所述碗状凹槽的碗径为300nm～350nm,碗深为34nm～38nm。

9、作为优选，所述完全去胶步骤具体为将刻蚀后的所述二氧化硅膜层和晶圆衬底放入等离子去胶机中进行二次干法氧气去胶。

10、作为优选，二次所述干法氧气去胶的去胶条件均为：氧气流量为5sccm～15sccm，功率为120w，腔内压强为7mtorr，其中，第一次干法氧气去胶的去胶时间为8min～20min,第二次干法氧气去胶的去胶时间为4min～10min。

11、作为优选，所述晶圆衬底上表面镀二氧化硅膜层时控制二氧化硅膜层的厚度为600±30nm，表面粗糙度为ra≤1.5nm。

12、作为优选，所述离子束刻蚀是在离子束刻蚀机中进行。

13、本发明的有益效果：本制备方法操作简单快速，可获得大面积周期性良好、尺寸均一的碗状结构模板，能够大批量生产；制备过程中不需要使用带有腐蚀性的化学品，既可以避免引入其他不必要缺陷，也可以保障操作人员安全。

14、本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

技术特征：

1.一种周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：提供晶圆衬底，在所述晶圆衬底上表面镀二氧化硅膜层；

2.如权利要求1所述的周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于：所述碗状凹槽的碗径为300nm～350nm,碗深为34nm～38nm。

3.如权利要求1所述的周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于：所述完全去胶步骤具体为将刻蚀后的所述二氧化硅膜层和晶圆衬底放入等离子去胶机中进行二次干法氧气去胶。

4.如权利要求3所述的周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于：二次所述干法氧气去胶的去胶条件均为：氧气流量为5sccm～15sccm，功率为120w，腔内压强为7mtorr，其中，第一次干法氧气去胶的去胶时间为8min～20min,第二次干法氧气去胶的去胶时间为4min～10min。

5.如权利要求1所述的周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于：所述晶圆衬底上表面镀二氧化硅膜层时控制二氧化硅膜层的厚度为600±30nm，表面粗糙度为ra≤1.5nm。

6.如权利要求1所述的周期性碗状结构模板的制备方法，其特征在于：所述离子束刻蚀是在离子束刻蚀机中进行。

技术总结本发明公开了一种周期性碗状结构模板的制备方法，包括以下几个步骤：在晶圆衬底上表面镀二氧化硅膜层；在二氧化硅膜层表面涂覆光刻胶，对光刻胶进行光刻，使得光刻胶上形成有周期性光刻胶图形；对失去光刻胶保护部分的二氧化硅膜层进行离子束刻蚀处理，使二氧化硅膜层被刻蚀的位置形成有碗状凹槽；去胶，得到周期性碗状结构模板。本制备方法操作简单快速，可获得大面积周期性良好、尺寸均一的碗状结构模板，能够大批量生产；制备过程中不需要使用带有腐蚀性的化学品，保障操作人员安全。技术研发人员：张晓旭受保护的技术使用者：杭州邦齐州科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26