面积大于孔的横截面积。具有该结构的蜡纸掩膜用于纳米颗粒的成型时，不会产生晕影效应；具体的，该蜡纸掩模的结构示意图见图1，图1为蜡纸掩模在不同的处理步骤中的结构示意图；具体的，图1中，a为经过显影定影后得到的蜡纸掩膜，b为脱离衬板的蜡纸掩模，c为使用蜡纸掩膜进行蜡纸印刷术的图形制备图。d为a图所述的蜡纸掩模的截面图，从图d可以看出，本发明所述的蜡纸掩模包含有用于纳米离子成型的含孔隙的层以及含孔隙层的下方的含有圆台结构的支撑层，且圆台的上表面的表面积大于孔的截面积，该圆台结构的截面为梯形，且需要指出的是，含孔隙的层与支撑层是一体的，在本发明中是通过使用聚甲基丙烯酸甲酯一次性成型实现的，只是为了描述的需要定义成两层。
[0041]本发明提供的蜡纸掩模的制备方法，通过将重均分子量为50000?950000的聚甲基丙烯酸甲酯在曝光剂量为210?430 μ C/cm2的条件下曝光，然后定影，显影得到蜡纸掩模，使得制备得到的蜡纸掩膜在一次性成型的同时，该掩膜同时含有用于纳米颗粒成型的含孔隙的层以及用于支撑含孔隙的层的支撑层，该支撑层中含有空腔，且支撑层中的空腔位于孔的下方，且空腔的横截面积大于孔隙的横截面积，进而使得该掩膜与衬底能够紧密结合，含空腔的支撑层充当了微间隔区域，该支撑层的厚度小于整个蜡纸掩模的厚度，可以低至I微米，所以用于纳米颗粒的成型时，基本不会产生晕影效应。
[0042]下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]实施例1
[0044]将Si和S1dl成的复合衬底(其中，Si片的晶格取向为111，S1Jl的厚度为300纳米)切割成IcmX Icm的小块，通过丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声五分钟，氮气吹干备用，得到衬底。
[0045]在衬底上以4000rmp的速度旋涂重均分子量为950000的PMMA 671.06的氯仿溶液(PMMA的质量百分浓度为6wt% )，热台180°C烘胶4分钟，得到厚度为1.2微米的涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品。
[0046]将旋涂有PMMA的样品放入电子束曝光机(Raith e_Line)中，在15KV的加速电压下，以300 μ C/cm2的剂量，25.6nm的最小步距曝光得到预先设计的图形，显影90秒，定影一分钟，得到含有衬底的蜡纸掩模；此时曝光得到的PMMA光刻胶图形为的切面为图Ι-d中所示的形状；
[0047]将含有衬底的蜡纸掩模浸没于lmol/L的KOH溶液中，85摄氏度浸泡10分钟，带有纳米孔隙的PMMA薄膜从衬底表面脱离形成独立的薄膜，使用大量去离子水清洗薄膜表面残余的KOH溶液，得到脱离衬底的蜡纸掩模。
[0048]通过用扫描电镜对得带的蜡纸掩模进行观察，结果见图2，图2为本发明实施例1制备得到的蜡纸掩模背向的SEM图，从图中可以看出，蜡纸掩模的椭圆形孔下方有个底面为椭圆形的空腔。
[0049]将得到的蜡纸掩膜应用于纳米粒子的成型，结果见图3，图3为使用本发明实施例1制备得到的蜡纸掩模进行纳米蜡纸印刷沉积得到的纳米棒的SEM图，从图中可以看中，通过使用本发明实施例制备的纳米掩膜来制备得到的纳米棒的结构几乎没有明显的尺寸扩展，远小于周围腔体的尺寸。
[0050]实施例2
[0051]将Si和S1dl成的复合衬底(其中，Si片的晶格取向为111，S1Jl的厚度为300纳米)切割成IcmX Icm的小块，通过丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声五分钟，氮气吹干备用，得到衬底。
[0052]在衬底上以4000rmp的速度旋涂重均分子量为950000的PMMA 671.06的氯仿溶液(PMMA的质量百分浓度为6wt% )，热台180°C烘胶4分钟，得到厚度为1.2微米的涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品。
[0053]将旋涂有PMMA的样品放入电子束曝光机(Raith e_Line)中，在15KV的加速电压下，以430 μ C/cm2的剂量，25.6nm的最小步距曝光得到预先设计的图形，显影90秒，定影一分钟，得到含有衬底的蜡纸掩模；此时曝光得到的PMMA光刻胶图形为的切面为图Ι-d中所示的形状；
[0054]将含有衬底的蜡纸掩模浸没于lmol/L的KOH溶液中，85摄氏度浸泡10分钟，带有纳米孔隙的PMMA薄膜从衬底表面脱离形成独立的薄膜，使用大量去离子水清洗薄膜表面残余的KOH溶液，得到脱离衬底的蜡纸掩模。
[0055]通过用扫描电镜对得带的蜡纸掩模进行观察，结果见图4，图4为本发明实施例2制备得到的蜡纸掩模背向的SEM图，从图中可以看出，蜡纸掩模的椭圆形孔下方有个底面为圆形的空腔。
[0056]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种蜡纸掩模的制备方法，包括: 对涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品曝光、显影以及定影，得到蜡纸掩膜， 所述聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为50000?950000 ； 所述曝光的曝光剂量为210?430 μ C/cm2。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品按照以下方法制备: 在衬底上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯溶液，得到涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品， 所述聚甲基丙烯酸甲酯的溶液为聚甲基丙烯酸甲酯的有机溶液， 所述有机溶剂为氯仿和甲醚中的一种或两种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯溶液中聚甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量为Iwt %?9wt%。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方式为旋涂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述旋涂的转速为2000?6000rpm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆聚甲基丙烯酸甲酯的样品中聚甲基丙烯酸甲酯的厚度为0.1?1.5微米。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述曝光为电子束曝光。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述显影的时间为30秒?120秒。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述定影的时间为30秒?120秒。10.一种蜡纸掩膜，由权利要求1?9任意一项所述的制备方法制备得到。
【专利摘要】本发明提供了一种蜡纸掩模的制备方法及其应用，本发明通过将重均分子量为50000～950000的聚甲基丙烯酸甲酯在曝光剂量为210～430μC/cm2的条件下曝光，然后定影，显影得到蜡纸掩模，使得制备得到的蜡纸掩膜在一次性成型的同时，该掩膜同时含有用于纳米颗粒成型的含孔隙的薄膜层以及含较大腔体的支撑层，且支撑层中的空腔位于孔的下方，且空腔的横截面积大于孔隙的横截面积，进而使得该掩膜与衬底能够紧密结合，用于纳米颗粒的成型时，有效降低晕影效应。
【IPC分类】G03F1/68, G03F1/78
【公开号】CN105045036
【申请号】CN201510528675
【发明人】蔡洪冰, 王晓平, 罗毅
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月24日