【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工，尤其是涉及一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法及光栅结构。
技术介绍
1、双层光栅结构由于其独特的半导体性能、化学性能、光学性能，在光电子学、电子学、生物传感器、太阳能电池等领域的应用越来越广泛。纳米压印技术作为一种制备微纳米结构的技术，因其具备操作简单、生产效率高、分辨率高等特点而被广泛应用，其中以pdms为模板的软压印技术已经相当成熟，可以实现大面积高精度的图形复制。
2、双层胶研究中采用的压印材料通常包括hsq、lor、pmma和su-8，因hsq、lor价格较为昂贵，因此微纳米压印材料常采用pmma和su-8。pmma和su-8具有可实现低压压印、成本低、过程简单等优点，结合pdms模板进行软压印，便可实现大面积微纳米图形制备。
3、现有的双层胶压印技术一般为先旋涂第一层胶，再旋涂第二层胶，然后压印上层胶形成光栅结构，最后利用上层胶结构作掩模进行刻蚀下层胶结构，并通过控制刻蚀工艺的选择比，最终形成双层胶的微纳结构。针对上述中的技术，专利技术人认为现有的双层胶压印技术过程还具有简化的空间，亟需一种新型的加工方法，以简化压印技术，降低加工成本，实现双层胶微纳结构的批量化生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法及光栅结构，以在现有的双层胶压印技术上，简化压印技术，降低加工成本，实现双层胶微纳结构的批量化生产。
2、本专利技术提供的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，采用如
3、一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，包括以下步骤：
4、s1、准备基板，并对基板进行清洗、烘干，然后采用光刻技术在基板表面生成掩膜，对基板进行刻蚀后去除掩膜，得到光栅模板；
5、s2、在光栅模板表面旋涂pdms，使得pdms均匀分布于光栅模板，并在光栅模板上压印出光栅结构，得到pdms软模板；
6、s3、准备晶圆基片，并对晶圆基片进行清洗、烘干，在晶圆基片表面旋涂第一聚合物层，对第一聚合物层进行加热前烘，然后在第一聚合物层表面旋涂第二聚合物层，对第二聚合物层进行加热前烘，得到双层胶晶圆结构；
7、s4、准备热台，设置热台的温度大于步骤s3中第一聚合物层中材料的软化温度，将由步骤s3制得的双层胶晶圆结构放置于热台上进行预热，再将由步骤s2制得的pdms软模板压到双层胶晶圆结构表面，然后再用紫外光曝光双层胶晶圆结构；
8、s5、将pdms软模板和双层胶晶圆结构分离，对分离后的双层胶晶圆结构进行后烘处理，双层胶晶圆结构表面的残胶通过icp刻蚀，得到双层光栅结构。
9、优选的，步骤s3中的所述晶圆基片为硅片、玻璃、石英中的任一种。
10、优选的，步骤s3中的所述第一聚合物层选用su-8。
11、优选的，步骤s3中的所述第二聚合物层选用pmma。
12、优选的，步骤s3中的所述第一聚合物层(3)的旋涂速度为3000r/min，所述第一聚合物层(3)的旋涂时间为30s；
13、步骤s3中的所述第二聚合物层(4)的旋涂速度为2000r/min，所述第二聚合物层(4)的旋涂时间为30s。
14、优选的，步骤s3中所述第一聚合物层(3)的前烘温度为90℃，所述第一聚合物层(3)的前烘时间为15min；
15、步骤s3中所述第二聚合物层(4)的前烘温度为60℃，所述第二聚合物层(4)的前烘时间为20min。
16、优选的，步骤s4中所述热台的温度超过第一聚合物层中材料软化温度8-12℃；
17、所述双层胶晶圆结构放置于热台上的预热时间为5min，所述双层胶晶圆结构紫外光曝光的时间为20s，紫外光功率为350w。
18、优选的，步骤s5中双层胶晶圆结构的后烘温度为100℃，后烘时间为10min。
19、优选的，步骤s5中icp源功率为300w，偏压功率为20w，o2流量为30sccm。
20、本专利技术还提供了一种光栅结构，通过上述所述的纳米压印的光栅结构的加工方法处理得到，所述光栅结构包括由下至上依次设置的晶圆基片、第一聚合物层和第二聚合物层；
21、所述晶圆基片为硅片、玻璃、石英中的任一种；
22、所述第一聚合物层为su-8；
23、所述第二聚合物层为pmma。
24、综上所述，本专利技术包括以下有益技术效果：
25、1.本专利技术通过采用热压印和紫外光处理相结合的技术，能够同时对晶圆基片上的第一聚合物层和第二聚合物层进行压印，本专利技术得到的双层光栅结构为一次压印成型，简化了纳米压印工艺，降低了加工成本，实现了双层光栅结构的批量加工。
26、2.本专利技术通过设置icp参数，设置最优的刻蚀比，能够快速去除双层光栅结构的残胶。
27、3.本专利技术制得的双层光栅结构，衍射效率为蓝光68％、绿光92％、红光51％，双层光栅结构能够全波长的透射的衍射效率提高到50％以上，且530nm绿光能到90％以上。
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1.一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S3中的所述晶圆基片(2)为硅片、玻璃、石英中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S3中的所述第一聚合物层(3)选用SU-8。
4.根据权利要求3所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S3中的所述第二聚合物层(4)选用PMMA。
5.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S3中的所述第一聚合物层(3)的旋涂速度为3000r/min，所述第一聚合物层(3)的旋涂时间为30s；
6.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S3中所述第一聚合物层(3)的前烘温度为90℃，所述第一聚合物层(3)的前烘时间为15min；
7.根据权利要求1所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S4中所述热台的温度超过第一聚合
8.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S5中双层胶晶圆结构的后烘温度为100℃，后烘时间为10min。
9.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤S5中ICP源功率为300W，偏压功率为20W，O2流量为30sccm。
10.一种光栅结构，其特征在于，所述光栅结构通过权利要求1-9中任一项所述的纳米压印的双层光栅结构的加工方法处理得到，所述光栅结构包括由下至上依次设置的晶圆基片(2)、第一聚合物层(3)和第二聚合物层(4)；
...【技术特征摘要】
1.一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤s3中的所述晶圆基片(2)为硅片、玻璃、石英中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤s3中的所述第一聚合物层(3)选用su-8。
4.根据权利要求3所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤s3中的所述第二聚合物层(4)选用pmma。
5.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤s3中的所述第一聚合物层(3)的旋涂速度为3000r/min，所述第一聚合物层(3)的旋涂时间为30s；
6.根据权利要求4所述的一种纳米压印的双层光栅结构的加工方法，其特征在于，步骤s3中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱元强，李书比，黄书惠，
申请(专利权)人：福建福特科光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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