专利名称：制备半球形微纳米透镜阵列的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体微纳米加工方法，特别是指一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法。
背景技术：
随着半导体产业的发展，特征尺寸日益缩小，传统的光刻面临越来越大挑战，不再适合制备纳米级的光刻。采用电子束曝光会使得成本大，且不便于大面积工业化生产，如果用纳米压印也面临高成本，且技术不成熟的问题。这里巧妙的得到了一种半球形微纳米透镜阵列光刻系统，可以将微纳米阵列图形转移到所需要的基底上，在制备等离子、光子晶体、图形衬底等方面有很好的应用前景，且成本低，生产效率高，且不需要对传统光刻系统做较大改装。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其可以将微纳米阵列图形转移到所需要的基底上，在制备等离子、光子晶体、图形衬底等方面有很好的应用前景，且成本低，生产效率高，且不需要对传统光刻系统做较大改装。本发明提出了一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法，包括以下步骤步骤1:取一透明衬底，在透明衬底上淀积一层透明导电膜；步骤2 :在透明导电膜上涂一单层透明微纳米球；步骤3 :采用热处理的方法，使得透明微纳米球在透明导电膜上有稍微的塌陷，成为半球形微纳米透镜阵列；步骤4:使用电镀的方法在半球形微纳米透镜阵列的间隙之间电镀上一层金属，从而将半球形微纳米透镜阵列固定在带有透明导电膜的透明衬底上；步骤5 :取一涂覆有光刻胶的基底；步骤6 :将固定有带有透明导电膜的透明衬底扣置在涂覆有光刻胶的基底上；步骤7 :在预定波长的光照下，利用半球形微纳米透镜阵列的聚光作用，将涂覆在基底上的光刻胶曝光，形成阵列图形；步骤8 :显影，将阵列图形转移到光刻胶上，完成制备。
为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中图1为本发明的制备流程图；图2-图6为本发明的结构流程图，分别显示各步骤的结构状态。
具体实施方式
请参阅图1至图6，本发明提供一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法，包括以下步骤步骤1:取一透明衬底10，在透明衬底10上淀积一层透明导电膜11 ;所述的透明衬底10可以是玻璃、蓝宝石、石英、塑料等其他有机无机透明衬底。透明导电膜11为ΙΤ0、AZ0、GZ0、石墨烯等其他有机和无机透明导电薄膜,厚度控制在5-50nm ;透明微纳米球12可以是PS球或者Si02球等其他有机无机透明微纳米球(参阅图2)；步骤2:在透明导电膜11上涂一单层透明微纳米球12，其特征在于，热处理温度在80-120度1-10分钟(参阅图2)；步骤3 :采用热处理的方法，使得透明微纳米球12在透明导电膜11上有稍微的塌陷，成为半球形微纳米透镜阵列21 (参阅图3)；步骤4 :使用电镀的方法在半球形微纳米透镜阵列21的间隙之间电镀上一层金属31，从而将半球形微纳米透镜阵列21固定在带有透明导电膜11的透明衬底10上，其特征在于，电镀金属可以是Cu、N1、Ag等其他金属，厚度控制在透明微纳米球12的半径大小(参阅图4)；步骤5 :取一涂覆有光刻胶42的基底41，这里的光刻胶42可以是正胶、负胶(参阅图5)；步骤6 :将固定有带有透明导电膜11的透明衬底10扣置在涂覆有光刻胶42的基底41上(参阅图5)；步骤7 :在预定波长的光照43下，利用半球形微纳米透镜阵列21的聚光作用，将涂覆在基底41上的光刻胶42曝光，形成阵列图形，其特征在于，光照43波长可以是从红外到紫外的任意单色光，基底41是任意需要做微纳米图形转移的半导体器件或其他(参阅图5)；步骤8 :显影，将阵列图形转移到光刻胶42上，这里的阵列图形可以通过倾斜曝光，或者让半球形微纳米透镜阵列21与带有光刻胶的基底41有微小位移，从而产生更多的图样。或者在先对光照43的先进行调制遮挡，从而出来一些想要的组合图样，完成制备(参阅图6)。以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案范围之内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法，包括以下步骤步骤1:取一透明衬底，在透明衬底上淀积一层透明导电膜；步骤2 :在透明导电膜上涂一单层透明微纳米球；步骤3 :采用热处理的方法，使得透明微纳米球在透明导电膜上有稍微的塌陷，成为半球形微纳米透镜阵列；步骤4:使用电镀的方法在半球形微纳米透镜阵列的间隙之间电镀上一层金属，从而将半球形微纳米透镜阵列固定在带有透明导电膜的透明衬底上；步骤5 :取一涂覆有光刻胶的基底；步骤6 :将固定有带有透明导电膜的透明衬底扣置在涂覆有光刻胶的基底上；步骤7 :在预定波长的光照下，利用半球形微纳米透镜阵列的聚光作用，将涂覆在基底上的光刻胶曝光，形成阵列图形；步骤8 :显影，将阵列图形转移到光刻胶上，完成制备。
2.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中步骤I中透明衬底的材料为玻璃、蓝宝石、石英或塑料。
3.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中透明导电膜的材料为ITO、AZO、GZO或石墨烯，其厚度为5-50nm。
4.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中透明微纳米球的材料为PS球或者SiO2球。
5.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中热处理的温度为 80-120度，时间为1-10分钟。
6.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中金属的材料为Cu、 Ni或Ag，厚度与透明微纳米球的半径相同。
7.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中光照的波长是从红外到紫外的任意单色光波长。
8.根据权利要求1所述的制备半球形微纳米透镜阵列的方法，其中阵列图形是通过倾斜曝光或正曝光，或者将半球形微纳米透镜阵列与带有光刻胶的基底进行位移，从而产生更多的图形，或者对光照先进行调制遮挡，从而形成预定的组合图形。
全文摘要
一种制备半球形微纳米透镜阵列的方法，包括以下步骤步骤1取一透明衬底，在透明衬底上淀积一层透明导电膜；步骤2在透明导电膜上涂一单层透明微纳米球；步骤3采用热处理的方法，使得透明微纳米球在透明导电膜上有稍微的塌陷，成为半球形微纳米透镜阵列；步骤4使用电镀的方法在半球形微纳米透镜阵列的间隙之间电镀上一层金属，从而将半球形微纳米透镜阵列固定在带有透明导电膜的透明衬底上；步骤5取一涂覆有光刻胶的基底；步骤6将固定有带有透明导电膜的透明衬底扣置在涂覆有光刻胶的基底上；步骤7在预定波长的光照下，利用半球形微纳米透镜阵列的聚光作用，将涂覆在基底上的光刻胶曝光，形成阵列图形；步骤8显影，将阵列图形转移到光刻胶上，完成制备。
文档编号G03F7/00GK103011060SQ20121054870
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者魏同波, 吴奎, 王军喜, 曾一平, 李晋闽 申请人:中国科学院半导体研究所