基于UV-LIGA的光栅制备技术研究

摘要

光栅是由平行排列的许多栅线条组成的，通常作为核心器件被广泛应用于通信、光存储及光谱分析领域,起着色散、分束、偏振和位相匹配等作用。目前光栅的制作方法主要有机械刻划、全息光刻、纳米压印、电子束光刻、X射线光刻、UV-LIGA技术等。其中利用UV-LIGA技术制备光栅，当光栅具有一定厚度时，光刻胶模显影困难，同时由于SU-8胶在电铸时存在明显溶胀，制备所得光栅结构栅条线宽与电铸之前胶模沟槽线宽存在尺寸偏差，对UV-LIGA技术制备光栅结构产生了不利影响。
　　本文以光栅作为研究对象，在基于SU-8光刻胶的UV-LIGA技术工艺过程中引入超声振动，优化了工艺过程，成功完成了镍基光栅的制备。主要内容如下：
　　（1）光刻工艺参数的选择和优化。结合SU-8胶的光刻工艺过程，分析了匀胶、前烘、曝光、后烘等工艺步骤中不同参数选择对最终胶模质量的影响，通过试验研究，确定了制备65μm厚光刻胶模的具体工艺参数。
　　（2）采用超声辅助显影技术。研究了超声辅助对胶模显影质量的影响，通过试验对比光栅胶模显影质量，分析不同超声功率对胶模质量的影响，结果表明：35w超声辅助显影功率最为合适。
　　（3）超声处理降低胶模溶胀性研究。通过在后烘后、显影前引入超声处理，探究超声对光刻胶模溶胀性的影响，同时通过试验确定了合适的超声时间和功率。
　　（4）微细电铸试验参数研究。通过仿真对比分析侧向、正向两种冲液方式对电铸结果的影响，确定选择侧向冲液装置开展电铸试验；分析了电流密度、冲液方式、温度等电铸主要工艺参数对制备镍基光栅的影响，并通过试验确定了具体试验参数。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1光栅介绍

1.2光栅现有加工方法

1.3 UV-LIGA工艺

1.4本课题来源及主要研究内容

第二章 光刻工艺研究

2.1引言

2.2 SU-8胶及其光刻工艺步骤

2.3本章小结

第三章 微细电铸试验研究

3.1 微细电铸工艺简介

3.2 影响微细电铸镍工艺的主要参数简介

3.3本章小结

第四章 超声试验研究

4.1试验原理

4.2超声振动装置结构与功能

4.3试验与分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文的主要结论

5.2 对本文研究工作的展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文