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... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1臺階數(shù)與衍射效率關(guān)系圖

圖 1-4 灰度掩模加工原理期發(fā)展起來的一種微納加工方法，因其具到人們的關(guān)注，直寫技術(shù)包括激光直寫[ 。其中激光直寫技術(shù)是利用強度可變的激在功能材料表面獲得設(shè)計的微納結(jié)構(gòu)。激高精度掃描，因此能在抗蝕劑上得到任意十分復(fù)雜而且昂貴的制造設(shè)備，加工效率度結(jié)構(gòu)制備[ 10]。的傳統(tǒng)制備方法需要經(jīng)過多次光刻和刻效率較低。隨著制備臺階數(shù)目增加，加工難以控制。對于新興發(fā)展的制備方法，雖不適合技術(shù)推廣。因此，二元光學(xué)器件的著納米壓印技術(shù)的出現(xiàn)，其可以將原來的工效率，從而引起了科學(xué)家的廣泛研究。

1.2 國內(nèi)外研究情況分析1.2.1 二元光學(xué)器件的制備方法研究二元光學(xué)器件在光學(xué)應(yīng)用方面具有很多傳統(tǒng)光學(xué)器件無可替代的優(yōu)點，如衍射效率高、獨特的色散性能、寬廣的材料選擇性等[ 14]，但是，對于二元光學(xué)器件的傳統(tǒng)制備方法，需要經(jīng)過多次光刻套刻和刻蝕，加工環(huán)節(jié)比較多、生產(chǎn)周期長、且套刻對準(zhǔn)精度難以控制，所以眾多國家著手研究無掩膜方法，如：激光直寫、電子束直寫，并取得了一定成果，衍射效率能夠到達 100%，也可以調(diào)整深高比而改變衍射角度。（1）國外現(xiàn)狀2010 年俄羅斯的南烏拉爾國立大學(xué)、薩馬拉國立航空航天大學(xué)以及德國的LIMO 公司共同研究的制備連續(xù)衍射光柵的新方法。他們認(rèn)為傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)受衍射的影響具有分辨率極限，所以利用衍射光學(xué)元件來優(yōu)化激光束的形狀，已得到高均勻性和高數(shù)值孔徑光刻光束，從而突破傳統(tǒng)光刻分辨極限，如圖 1-所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]基于熱壓印的連續(xù)浮雕結(jié)構(gòu)石英微光學(xué)元件加工技術(shù)研究[D]. 高育龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]曲面微光學(xué)結(jié)構(gòu)納米壓印制備技術(shù)研究[D]. 羅哲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]紫外納米壓印關(guān)鍵技術(shù)—圖形轉(zhuǎn)移層與模壓曝光工藝研究[D]. 朱兆穎.同濟大學(xué) 2007



本文編號：3442962