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，實現(xiàn)了光、機、電、算微型儀器的高度集成，但同時也為二元光學(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，并且隨著臺階數(shù)目增加，制備工藝越來越復(fù)雜。而直寫技術(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。
　　本課題主要針對二元光學(xué)器件制備與復(fù)制問題，通過深入研究納米

2、壓印技術(shù)機理，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。主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，研究納米壓印機理，推導(dǎo)了壓印過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，理論與實驗兩個角度同時分析壓印膠厚、壓印時間、壓印壓力、壓印溫度、曝光時間對壓印效果的影響。
　　其次，使用L-edit軟件設(shè)計了菲涅爾透鏡與四臺階光柵掩膜板，在硅基底上制備了線寬為4μm、臺階深度

3、307.5nm的四臺階光柵壓印模具，并從曝光能量、顯影參數(shù)、套刻工藝等方面對光柵的占空比進行了優(yōu)化；從刻蝕功率、刻蝕壓強、氣體流量等方面優(yōu)化了臺階深度、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，該方法操作簡便，且可以優(yōu)化四臺階光柵壓印模板的臺階深度缺陷。
　　最后還設(shè)計了所