专利名称：用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法
技术领域：
本发明涉及声表面波器件和微细加工技术领域，特别涉及一种基于X射线曝光和
剥离技术制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的方法。
背景技术：
随着高性能传感技术的发展，对声表面波器件的制作提出挑战，要求线条越来越 细，精度越来越高，甚至达到百纳米左右才能满足其快速发展的要求。传统的光学光刻对密 集图形在600nm以下难以得到好的效果。 一般具有亚微米尺寸声表面波延迟线多采用电子 束直写光刻技术制备，此时需要先在不导电的压电基片上沉积电极材料，然后再进行电子 束光刻和电极材料刻蚀。由于电极材料对电子束的背散射效应较强，影响了叉指换能器电 极的宽度和间距的进一步减小。另外，材料刻蚀会对基片表面造成机械损伤和粘污，严重的 将引起界面态和表面态，对器件性能产生影响。电子束直写光刻的另一个缺点是工作效率 较低，成本较高。
发明内容
( — )要解决的技术问题 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于气体检测的亚微米尺寸声表面波 延迟线的制作方法，以减小电极材料的背散射效应，避免无法在不导电的衬底上电子束光 刻得到高分辨率图形的问题，提高声表面波气体检测器的性能。
( 二 )技术方案 为达到上述目的，本发明提供了 一种用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线
的制作方法，该方法利用电子束直写光刻技术制备出具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形
作为X射线曝光掩模板，然后在压电基片上采用X射线曝光得到凹立的延迟线图形，通过电
子束蒸发、剥离形成亚微米尺寸声表面波延迟线。 上述方案中，该方法具体包括以下步骤 步骤1、采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟 线图形； 步骤2、在石英基片上悬涂光刻胶； 步骤3、通过X射线曝光将声表面波延迟线图形转移到光刻胶上；
步骤4、显影、定影，去残胶得到凹立的延迟线图形； 步骤5、蒸发并剥离金属，完成用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制 作。 上述方案中，步骤1中所述在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟线 图形后，进一步包括通过电镀金属，形成X射线曝光所需的阻挡层，阻挡层的厚度为300 500nm。 上述方案中，步骤2中所述在石英基片上悬涂光刻胶，进一步在光刻胶与石英之间涂敷增粘剂。 上述方案中，步骤3中所述X射线曝光采用的光源为同步辐射光源，自支撑的X射线曝光模版作为光刻版，在压电基片上进行接触式曝光。 上述方案中，步骤4中所述显影以后进一步使用反应离子刻蚀方法去除残胶，防止电子束蒸发、剥离金属时形成缺陷。 上述方案中，步骤5中所述蒸发并剥离金属，采用电子束蒸发金属，然后采用剥离工艺去除金属，形成最终的可用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。
(三)有益效果 本发明特点是采用电子束光刻、X射线光刻和剥离技术相结合的方法，首先在一个背散射效应很小的自支撑薄膜上利用电子束直写光刻技术制备出具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形作为母版，然后在压电基片上采用X射线曝光得到凹立的延迟线图形，通过剥离得到可用于气体检测的声表面波延迟线，这样极大地减小电极材料的背散射效应，避免了无法在不导电的衬底上电子束光刻得到高分辨率图形的问题，从而进一步提高声表面波气体检测器的性能。另外，利用这个母版可以反复多次进行X射线曝光，提高了制作效率，极大减小了制作成本。
图1是本发明提供的制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的方法流程图； 图2-1至图2-6是本发明制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的工艺流程图； 图3-1至图3-6是依照本发明实施例制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的工艺流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。 本发明提供的这种制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的方法，声表面波延迟线是由电子束光刻和微电镀制成X射线曝光模版，通过X射线曝光，将亚微米尺寸声表面波延迟线转移到以不导电的石英作为衬底的光刻胶上，显影后通过蒸发金属、剥离工艺，得到可用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线。 如图1所示，图1是本发明提供的制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的方法流程图，该方法包括以下步骤 步骤1、采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形； 步骤2、在石英基片上悬涂光刻胶； 步骤3、通过X射线曝光将声表面波延迟线图形转移到光刻胶上；
步骤4、显影、定影，去残胶得到凹立的延迟线图形； 步骤5、蒸发并剥离金属，完成用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。 图2-1至图2-6示出了本发明制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的工艺流程图，具体包括 如图2-1所示，采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形的X射线掩膜板101。 如图2-2所示，在压电衬底102上涂敷X射线光刻胶103。 如图2-3所示，通过X射线曝光将掩膜板101上的声表面波延迟线图形转移到光刻胶103上。 如图2-4所示，显影、定影，去残胶得到凹立的延迟线图形。
如图2-5所示，电子束蒸发金属104。 如图2-6所示，剥离金属，完成可用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。 图3-1至图3-6是依照本发明实施例制作用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的工艺流程图，具体包括 如图3-1所示，采用电子束光刻胶ZEP520A、电镀金在2 y m厚的聚酰亚胺自支撑薄
膜上制作特征尺寸为600nm的声表面波延迟线图形的X射线掩膜板201。 如图3-2所示，在石英衬底202上涂敷X射线500nm的光刻胶PMMA203。 如图3-3所示，使用同步辐射X射线光源曝光将X射线掩膜201上的延迟线图形
转移到以石英晶体202为衬底的光刻胶PMMA203上。 如图3-4所示，使用MIBK/IPA = 1/3的显影液显影，IPA定影，使用氧等离子体去除残胶。 如图3-5所示，电子束蒸发40nm的金属Cr/Au204。 如图3-6所示，使用丙酮剥离金属，完成可用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其特征在于，该方法利用电子束直写光刻技术制备出具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形作为X射线曝光掩模板，然后在压电基片上采用X射线曝光得到凹立的延迟线图形，通过电子束蒸发、剥离形成亚微米尺寸声表面波延迟线。
2. 根据权利要求1所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤步骤1、采用电子束光刻、电镀在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形；步骤2、在石英基片上悬涂光刻胶；步骤3、通过X射线曝光将声表面波延迟线图形转移到光刻胶上； 步骤4、显影、定影，去残胶得到凹立的延迟线图形；步骤5、蒸发并剥离金属，完成用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。
3. 根据权利要求2所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其 特征在于，步骤1中所述在自支撑薄膜上制作具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形后，进一步包括通过电镀金属，形成X射线曝光所需的阻挡层，阻挡层的厚度为300 500nm。
4. 根据权利要求2所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其 特征在于，步骤2中所述在石英基片上悬涂光刻胶，进一步在光刻胶与石英之间涂敷增粘 剂。
5 根据权利要求2所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其 特征在于，步骤3中所述X射线曝光采用的光源为同步辐射光源，自支撑的X射线曝光模版 作为光刻版，在压电基片上进行接触式曝光。
6. 根据权利要求2所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其 特征在于，步骤4中所述显影以后进一步使用反应离子刻蚀方法去除残胶，防止电子束蒸 发、剥离金属时形成缺陷。
7. 根据权利要求2所述的用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，其 特征在于，步骤5中所述蒸发并剥离金属，采用电子束蒸发金属，然后采用剥离工艺去除金 属，形成最终的可用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作。
全文摘要
本发明公开了一种用于气体检测的亚微米尺寸声表面波延迟线的制作方法，该方法利用电子束直写光刻技术制备出具有亚微米尺寸声表面波延迟线图形作为X射线曝光掩模板，然后在压电基片上采用X射线曝光得到凹立的延迟线图形，通过电子束蒸发、剥离形成亚微米尺寸声表面波延迟线。利用本发明，极大地减小电极材料的背散射效应，避免了无法在不导电的衬底上电子束光刻得到高分辨率图形的问题，从而进一步提高声表面波气体检测器的性能。另外，利用这个母版可以反复多次进行X射线曝光，提高了制作效率，极大减小了制作成本。
文档编号G01N29/02GK101783658SQ20091007751
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者朱效立, 李东梅, 李晶晶, 谢常青, 贾锐, 赵以贵 申请人:中国科学院微电子研究所