1.一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,对衬底进行清洗,干燥后备用;
步骤2,在干燥后的衬底上沉积单层PS小球;
步骤3,将沉积单层PS小球的衬底置于氧气等离子体蚀刻机的真空腔室内,设定氧气气体流量为40 sccm,腔室气体压强为2mTorr,氧气等离子体激发功率为0.5kW;
步骤4,预设单位蚀刻周期T0为连续的15秒氧气等离子体激发时间与30秒停止激发时间,通过所使用的单位蚀刻周期的数量N来控制总体蚀刻时长T,蚀刻总时长T = N*15秒,所使用的N的数量对于400‑450nm、600‑650nm、750‑800nm直径的PS小球使用最多不超过14、
22、28次;
步骤5,取出衬底,蒸镀金属层,祛除PS小球以及残留物后,进行有机溶剂清洗和干燥处理,完成模板转移后,可用于微纳结构的制造。
2.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤1中所述衬底为硅、石英、玻璃、GaAs、InP、或Al2O3半导体晶圆衬底。
3.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤1中所述清洗步骤为:将衬底依次置于丙酮、异丙醇和去离子水中,并使用室温超声波水浴辅助清洗;所述干燥为衬底置于氮气环境中加热至105℃,保持5分钟。
4.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤2中沉积单层PS小球采用的方法为提拉法:将5μL的10%重量百分比的PS小球均匀滴在装有150ml的去离子水的口径为15cm的玻璃培养皿的液体表面;静置十分钟后,滴入5μL的2%的十二烷基硫酸钠溶液,对表面形成的松散单层PS小球进行挤压,形成致密堆积的单层PS小球膜;将衬底置于溶液中,移至该层致密堆积的单层PS小球膜之下,向空气中提拉,将该层附着于衬底之上;空气中静置15分钟,待水分蒸发后,即得到沉积了致密堆积的单层PS小球衬底。
5.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤3中所述氧气等离子体蚀刻机为等离子体激发功率范围500W‑2500w的电子回旋共振等离子体蚀刻机或范围在100W‑200W的高功率射频等离子体蚀刻机。
6.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤5中金属层的金属材料为铝,铬,钛,金,银或钯。
7.根据权利要求1所述的一种基于氧气等离子体蚀刻的高质量PS小球循环刻蚀工艺,其特征在于,步骤5中所述有机溶剂清洗的步骤为:将衬底置于有机溶剂中,并辅以不少于十分钟的低功率超声水浴清洗,所述有机溶剂为二氯甲烷或甲苯。