一种高密度超尖硅探针阵列的制备方法

摘要

本发明提出一种直接以倍半氧硅氢化物(HSQ)电子束光刻胶作为刻蚀掩模的高密度、超尖硅探针(tip)阵列的制备方法。通过电子束光刻方法进行曝光后显影形成HSQ的点阵图形，然后直接以HSQ为掩模对硅进行各向同性刻蚀，通过控制刻蚀条件，可使针尖最尖同时HSQ即将或自动脱落，针尖达到几个纳米，无需任何额外的氧化和腐蚀等锐化工艺，非常简单。本发明方法克服了传统制备方法需要氧化物层作为掩膜进行二次图形转移和额外的氧化、刻蚀工艺来锐化探针的不便，以及制备亚微米周期高密度硅探针阵列的困难，可以很容易地实现2.5×107/mm2以上高密度硅探针阵列。

主权项

一种高密度、超尖硅探针阵列的制备方法，其特征在于包括如下步骤：A.将倍半氧硅氢化物旋涂在硅片上，转速≥3000rpm，其厚度不大于探针阵列周期；B.在100～200℃的热板或烘箱中热处理1～30分钟，使倍半氧硅氢化物中大部分有机溶剂挥发；C.通过电子束光刻进行曝光后，置于30～80℃的三甲胺系列显影液中显影约1分钟，形成单元尺寸≥10nm、周期≥20nm的HSQ点阵列；D.采用反应离子刻蚀方法，通过SF6、O2和Ar混合气体进行刻蚀，其流量范围分别为1～30sccm、0～50sccm和0～30sccm，功率范围为100～250W，压强范围为：10～100mT，刻蚀的时间由周期和掩膜点阵单元的尺寸决定，为1～30min；E.用HF腐蚀掉剩余的倍半氧硅氢化物掩膜，形成高密度、超尖硅探针阵列。