专利名称：火棉胶薄膜的图形化方法
技术领域：
本发明涉及光电器件微细加工技术领域，尤其是指一种可用于火棉胶薄膜精细加工的图形化方法。
背景技术：
火棉胶的商品名称为三硝基纤维素，又名胶棉液、柯罗锭、哥德地恩等，是由浓硝酸和浓硫酸作用于脱脂棉而得，易燃烧但不易爆炸，易溶于纯酒精及乙醚的等量混合液中成为液体，也可溶于丙酮或丁香油等。火棉胶溶剂具有很强的挥发性，挥发后形成的薄膜不溶于水且具有致密性，可用于制造清漆、接合膏、摄影底片、人造珍珠、人造革，在组织学中常被用作组织的包埋及切片剂。火棉胶用途广泛。涂在物体表面上，溶剂迅速蒸发，留下一层不漏水的坚韧薄膜。不加其他药物的火棉胶，用于密封瓶塞和防护创伤等。加其他药物的火棉胶，其薄膜除有防护作用外，还有延长药效与皮肤接触的作用。除了以上用途外，火棉胶在光学领域也有重要用途，在可见光范围内具有很高的透过性，平均透过率可达92%，而在红外区有很多的强吸收峰，总体吸收较高，吸收系数最高可达1.3/um。这一特性正好是研制非电读出液晶红外非制冷探测阵列器件所需要的。但到目前为止，还没有任何有关火棉胶薄膜图形化方法的报道，而且火棉胶薄膜易溶于丙酮、酒精、乙醚、丁香油以及它们的混合液等，而这些试剂又是光电器件微细加工中常用到的试剂，很难避免，鉴于此，非常有必要提出一种用于火棉胶薄膜图形化的方法，解决火棉胶在光电器件中应用的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种火棉胶薄膜的图形化方法，从而实现火棉胶薄膜在红外探测器件中的应用。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:火棉胶薄膜的图形化方法，包括以下步骤:
1)在火棉胶薄膜上沉积一种容易腐蚀的掩模层；
2)采用光刻、显影的方法在掩模层上面制作所需图形的光刻胶图形；
3)采用化学溶液腐蚀的方法腐蚀掩模层，获得所需图形的掩模层图形；
4)利用丙酮腐蚀去除掩模层上面的光刻胶以及没有掩模层部分的火棉胶薄膜，再利用掩模层腐蚀液去除剩余的掩模层，获得火棉胶所需的图形。上述步骤I)中的掩模层材料是不溶于光刻胶、显影液以及水的金属以及氧化物。上述步骤2)中的光刻技术是指光学曝光或电子束曝光方法。上述步骤4)中的图形的横向尺寸小于lOOnm。本发明的优点如下:
1.本发明采用光学曝光或电子束曝光等光刻技术，可以制作出微纳级的火棉胶图形；
2.本发明所用材料成本低，主要都是一些常规的膜料、溶液等；
3.本发明所用方法简单，操作方便，普通技术人员均可胜任；
4.本发明的操作过程中，考虑了各个步骤中用到的材料及其化学反应特性、溶液以及各层之间的相互保护等因素，避免了火棉胶薄膜在对应步骤中易溶于丙酮、酒精、乙醚、丁香油以及它们的混合液等，解决了目前火棉胶薄膜的图形化难题。
图1为本发明火棉胶薄膜的图形化方法流程图。
具体实施例方式本发明所提供的技术方案为:
1.本发明首先利用薄膜沉积的方法在火棉胶薄膜上沉积一种容易腐蚀的掩模层，所述掩模层材料是不溶于光刻胶、显影液以及水的金属以及氧化物；
2.在样片上旋涂上光刻胶，然后利用光学曝光或电子束曝光的光刻方法进行曝光；然后利用显影液进行显影，获得所需火棉胶薄膜的光刻胶图形；
3.利用掩模层材料腐蚀液进行腐蚀，该过程中的腐蚀液仅与掩模层发生反应，而不与火棉胶、光刻胶发生反应，这样就把光刻胶图形转移到掩模层上；
4.利用丙酮溶液去除掩模层上的光刻胶和腐蚀掉暴露出的火棉胶薄膜，从而把图形转移到火棉胶薄膜上；再利用腐蚀液腐蚀掉剩余的掩模层材料，就获得了所需的火棉胶图形。下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。实施例一
火棉胶薄膜的方块图形化
1.利用磁控溅射薄膜沉积的方法在火棉胶薄膜上沉积一层约IOOnm的Cu膜；
2.在样片上旋涂上AZ5214光刻胶，然后进行前烘，利用方块掩模板、采用光学曝光方法进行50um*50um曝光；利用显影液进行显影，获得所需火棉胶薄膜的光刻胶图形；
3.利用FeCl3腐蚀液进行腐蚀，把光刻胶图形转移到Cu膜上；
4.利用丙酮溶液去除Cu膜上的光刻胶和腐蚀掉Cu膜暴露出的火棉胶薄膜，把图形转移到火棉胶薄膜上；利用FeCl3腐蚀液腐蚀掉剩余的Cu膜，获得所需的火棉胶图形，所述图形的横向尺寸为lOOOnm。实施例二
火棉胶薄膜的纳米线图形化
1.利用磁控溅射薄膜沉积的方法在火棉胶薄膜上沉积一层约IOOnm的镍膜；
2.在样片上旋涂上PMMA胶，然后进行前烘，利用线条掩模板、采用电子束曝光方法进行20nm宽的曝光；利用显影液进行显影、定影，获得所需火棉胶薄膜的PMMA胶图形；
3.利用HCl腐蚀液进行腐蚀，把光刻胶图形转移到镍膜上；
4.利用丙酮溶液去除镍膜上的光刻胶和腐蚀掉镍膜暴露出的火棉胶薄膜，把图形转移到火棉胶薄膜上；利用HCl腐蚀液腐蚀掉剩余的镍膜，获得所需的火棉胶图形，所述图形的横向尺寸为50nm。
实施例三
Si02作掩模层的火棉胶图形化
1.利用电子束蒸发等方法在火棉胶薄膜上沉积一层约IOOnm的Si02膜；
2.在样片上旋涂上光刻胶，然后进行前烘，利用椭圆形掩模板、采用电子束曝光方法进行特定尺寸的图形曝光；利用显影液进行显影处理，获得所需火棉胶薄膜的光刻胶图形；
3.利用HF腐蚀液进行腐蚀，把光刻胶图形转移到Si02膜上；
4.利用丙酮溶液去除Si02膜上的光刻胶和腐蚀掉Si02膜暴露出的火棉胶薄膜，把图形转移到火棉胶薄膜上；利用HF腐蚀液腐蚀掉剩余的Si02膜，获得所需的火棉胶图形，所述图形的横向尺寸为3000nm。上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.火棉胶薄膜的图形化方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)在火棉胶薄膜上沉积一种容易腐蚀的掩模层； 2)采用光刻、显影的方法在掩模层上面制作所需图形的光刻胶图形； 3)采用化学溶液腐蚀的方法腐蚀掩模层，获得所需图形的掩模层图形； 4)利用丙酮腐蚀去除掩模层上面的光刻胶以及没有掩模层部分的火棉胶薄膜，再利用掩模层腐蚀液去除剩余的掩模层，获得火棉胶所需的图形。
2.根据权利要求1所述火棉胶薄膜的图形化方法，其特征在于:所述步骤I)中的掩模层材料是不溶于光刻胶、显影液以及水的金属以及氧化物。
3.根据权利要求1所述火棉胶薄膜的图形化方法，其特征在于:所述步骤2)中的光刻技术是指光学曝光或电子束曝光方法。
4.根据权利要求1所述火棉胶薄膜的图形化方法，其特征在于:所述步骤4)中的图形的横向尺寸小于lOOnm。
全文摘要
本发明公开了一种镀制在衬底上的火棉胶薄膜的图形化方法。该方法包括如下步骤利用薄膜沉积方法在火棉胶薄膜上沉积一种容易腐蚀的掩模层；利用微加工技术中的光刻、显影、腐蚀等方法把该掩模层进行处理，获得所需要火棉胶薄膜图形的掩模层图形；利用丙酮去除暴露出来的火棉胶薄膜，再利用掩模层材料腐蚀液腐蚀掉表面的掩模层，最终获得火棉胶薄膜所需要的微小图形。该方法能够精细地制作出火棉胶薄膜的微纳图形，而且具有所用材料成本低，方法简单，操作方便等优点，解决了目前火棉胶薄膜的图形化难题。
文档编号B81C99/00GK103193200SQ20131008087
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者蔡长龙, 刘卫国, 牛晓玲, 韩雄, 刘欢, 周顺, 秦文罡 申请人:西安工业大学