基于紫外壓印的二元光學(xué)器件制備方法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)以及微納工藝的蓬勃發(fā)展，二元光學(xué)器件把傳統(tǒng)光學(xué)帶入了微光學(xué)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了光、機(jī)、電、算微型儀器的高度集成，但同時(shí)也為二元光學(xué)器件的低成本、高產(chǎn)出制備工藝提出了更高的要求。二元光學(xué)器件的傳統(tǒng)制備方法需要經(jīng)過(guò)多次光刻和刻蝕工藝，加工環(huán)節(jié)多，制備效率低，并且隨著臺(tái)階數(shù)目增加，制備工藝越來(lái)越復(fù)雜。而直寫(xiě)技術(shù)、灰度掩模法等工藝制備成本昂貴、效率較低，不利于技術(shù)推廣。
　　本課題主要針對(duì)二元光學(xué)器件制備與復(fù)制問(wèn)題，通過(guò)深入研究納米

2、壓印技術(shù)機(jī)理，結(jié)合光刻套刻技術(shù)、反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)、紫外壓印技術(shù)，提出一種高產(chǎn)出、低成本的高精度二元光學(xué)器件制備方法。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，研究納米壓印機(jī)理，推導(dǎo)了壓印過(guò)程中聚合物的流變與填充原理，并以菲涅爾微透鏡為出發(fā)點(diǎn)，理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度同時(shí)分析壓印膠厚、壓印時(shí)間、壓印壓力、壓印溫度、曝光時(shí)間對(duì)壓印效果的影響。
　　其次，使用L-edit軟件設(shè)計(jì)了菲涅爾透鏡與四臺(tái)階光柵掩膜板，在硅基底上制備了線(xiàn)寬為4μm、臺(tái)階深度

3、307.5nm的四臺(tái)階光柵壓印模具，并從曝光能量、顯影參數(shù)、套刻工藝等方面對(duì)光柵的占空比進(jìn)行了優(yōu)化；從刻蝕功率、刻蝕壓強(qiáng)、氣體流量等方面優(yōu)化了臺(tái)階深度、陡直性以及光柵表面粗糙度。
　　再次，結(jié)合紫外壓印技術(shù)、反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)，將菲涅爾透鏡和四臺(tái)階光柵結(jié)構(gòu)分別復(fù)制到石英玻璃基底上，完成了模板圖形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移，并提出了掩膜層與基底分離刻蝕的圖形轉(zhuǎn)移方法，該方法操作簡(jiǎn)便，且可以?xún)?yōu)化四臺(tái)階光柵壓印模板的臺(tái)階深度缺陷。
　　最后還設(shè)計(jì)了所