BSRF上同步辐射深度光刻的实验研究

大结构深度和高深宽比是同步辐射深度光刻的突出优点.提出采用现有掩模,进行多次曝光、显影的方法,实验获得厚2.2mm的胶结构.系列研究掩模、光刻胶、基底、光谱和光强对深宽比的影响,实验获得深宽比104的胶结构.     

全息光栅光刻胶掩模槽形演化及其规律研究

为了控制全息光栅光刻胶掩模槽形,运用曝光模型和显影模型模拟了掩模的槽形形成过程和变化规律。实验对比了不同曝光量,不同显影浓度,不同空频条件下的掩模槽形,特别是占宽比(光栅齿宽度与光栅周期的比)的情况。实验结果表明,实际槽形与模拟槽形很接近。模拟和实验均发现,在大曝光量、高浓度显影、高空频的光栅条件下所得槽形占宽比较小,槽深主要由原始胶厚决定。     

全息光栅制作中光栅掩模形状随曝光量及干涉场条纹对比度的变化规律

为了在光栅制作中对光栅掩模占宽比及槽深加以控制,结合光刻胶在显影过程中的非线性特性,建立了光栅掩模槽形演化的数学模型,由此分析和模拟曝光量、条纹对比度对光栅槽形的影响。结果表明:在显影条件确定时,光栅掩模占宽比随光刻胶曝光量的增大而减小,条纹对比度减小,则不仅使光栅占宽比减小,同时也是使光栅槽深减小的主要原因,这样做的前提是预先通过实验和计算确定出一个曝光量上限Ec。该方法能够反映光栅掩模形状的演化规律,为全息光栅参数预测和工艺控制提供依据。     

沟槽深宽比对泰勒涡流影响的研究

本文采用数值模拟研究了同心圆柱环隙内的泰勒涡流,利用PIV实验结果验证了模拟结果的可靠性。为掌握沟槽尺寸对环隙内流场及其传热过程的影响规律,本文研究了四种不同深宽比模型内的流场及温度场分布,通过对比不同模型的计算结果,获得如下结论:环隙间存在恒定温度梯度时,随着深宽比增加,泰勒涡轴向尺寸逐渐增加;深宽比影响了环隙内流体的径向速度分布,当深宽比为0.75时流体的径向速度最大;深宽比为0.75时内圆柱壁面热流密度最大,当深宽比大于0.75并继续增加时,环隙内流体的传热性能并没有得到明显加强。综上所述,本文所研究的4种不同深宽比的模型中,深宽比为0.75的模型具有最优的传热效果,沟槽深度在一定范围内能够强化流体与壁面之间的对流换热。     

太赫兹金属双光栅超厚胶光刻工艺

介绍了制备某太赫兹频率真空辐射光栅的超厚胶光刻工艺,针对工艺中的难点(大厚度和高深宽比)展开了深入分析。实验分析了基片处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等工艺过程对光刻的影响,通过优化工艺参数,解决了胶膜脱落、开裂,不同胶层间的结合,光栅沟槽间的光刻胶残留等问题,成功制备了厚度为700μm、深宽比为14的侧壁陡直、表面平整的双光栅结构胶膜。     

光学工艺 微细加工技术与设备

TN305．7 2005064472 超厚SU-8负胶高深宽比结构及工艺研究=Process study of high-aspect-ratio ultrathick SU-8 microstrUCt ure[刊, 中]/张金娅(上海交通大学微纳米科学技术研究院,薄膜 与微细技术教育部重点实验室．上海(200030)),陈迪…∥ 功能材料与器件学报．-2005,11(2)．-251-254 采用新型SU-8光刻胶在UV-LIGA技术基础上制备 了各种高深宽比MEMS微结构,研究了热处理和曝光两 个重要因素对高深宽比微结构的影响,解决了微结构的开 裂和倒塌等问题,优化了SU-8胶工艺,获得了最大深宽比 为27:1的微结构。图6表1参7(于晓光)     

中红外仿生复合微纳结构减反射表面研究

利用原子层沉积技术共形生长的特点,同时利用自组装掩模刻蚀技术,在单晶硅基底上制备了具有低深宽比和满占空比特点的Al₂O₃-Si复合微纳结构表面。光谱反射率测试结果表明,在底端满占空比、微结构深宽比接近1:1的情况下,入射角在8°时复合微纳结构表面在3～5μm谱段的平均反射率小于3.5%。纳米压痕测试结果表明,Al₂O₃-Si复合微纳结构表面的弹性恢复率较单一硅基底结构增加10.14%,证明沉积氧化铝薄膜具有提升抗反射微纳结构力学性能的作用。     

基于修正等效介质理论的微纳深沟槽结构反射率快速算法研究

利用等效介质理论和严格耦合波理论研究比较微纳米级高深宽比深沟槽结构的红外反射谱,提出一种对等效折射率加入色散修正项的深沟槽结构反射率快速算法. 通过超越色散方程分析和大量计算发现,加入的等效折射率色散修正项与波长的平方成反比,并且与深沟槽结构的材料、周期和占空比有关. 这种新的计算方法可以非常精确地获得高深宽比深沟槽结构的反射率,而且明显提高了运算速度,在复杂深沟槽结构基于模型的红外反射谱测量中具有重要的应用价值,可以应用于微电子和微机电系统制造过程中高深宽比微纳深沟槽结构刻蚀进度的在线实时监测. 关键词： 深沟槽结构 严格耦合波理论 等效介质理论 反射率     

灰阶编码掩模制作微光学元件

提出一种基于改变灰阶编码掩模的单元形状和位置的掩模设计新方法,并根据成像过程中的非线性因素,用这种方法对掩模图形进行了预畸变校正,根据部分相干光成像理论和抗蚀剂曝光显影模型,模拟计算了这种灰阶编码掩模产生的空间光强分布和光刻胶上的浮雕结构,采用电子束曝光系统制作了这种掩模,并在光刻胶上获得具有连续面形的微透镜的阵列。     

一种控制矩形光刻胶光栅槽深和占宽比的方法

利用光刻胶的非线性效应可以制作出了矩形的全息光栅。制作矩形光栅时,对槽形的控制被简化为对槽深和占宽比这两个参量的控制。首先借助实时潜像监测技术获得最佳曝光量,然后根据显影监测曲线的特征找出光栅槽底的残胶厚度为零的显影时刻,就能得到槽底干净的矩形光栅,同时保证槽深近似等于光刻胶的初始厚度;如果此后继续显影,就能适度减小占宽比。实验结果和理论分析都证实了这种控制方法的可靠性。对1200lp／mm的光栅,目前工艺能精确调控的最大槽深为1μm,占宽比在0．2～0．6范围内。实验还揭示,为了提高对光栅槽形的调控能力,必须首先提高干涉条纹的稳定性。     

LIGA—EDM复合技术的研究

提出LIGA-EDM复合技术技术,即采用LIGA技术制备工具电极的微细电火花加工技术,通过同步辐射尝试光刻得到的胶结构厚度达2mm深宽比约为100,使用电铸技术得到厚度达1mm的铜工县电极,利用该电极进行微细电火花加工实验,在不锈钢上加工出异形小孔阵列．     

利用导波耦合角度实时控制光刻胶光栅掩模的占宽比

研究一种控制多层介质膜上的光刻胶光栅掩模占宽比(线宽与周期之比)的新方法。该方法基于下面的原理:如果某泄漏模在包层中的隐失尾较强,那么它的等效折射率受光刻胶光栅占宽比变化的影响就大,从而可以利用耦合角度来实时控制光栅占宽比。在光栅制作的显影阶段,采用实时监测技术,根据耦合角度和占宽比之间的关系预设入射光角度,在出现共振反常的时刻停止显影来控制占宽比。实验结果表明,固定适当的入射角度可以得到特定的占宽比;改变入射角度,占宽比按照预计的规律变化,因此定性地验证了这种占宽比控制方法的可行性。文中给出了监控装置和具体的实验方法,并讨论了误差来源和影响。     

Soret效应对具有自由表面的圆柱形浅池内双组分溶液热对流影响的实验研究

为了探究Soret效应对具有自由表面的圆柱形浅液池内双组分溶液热对流过程的影响, 通过实验观察了质量分数为50%的正癸烷/正己烷混合溶液在不同深宽比的液池内流动失稳后的自由表面耗散结构及液池内的温度波动. 结果表明, 双组分溶液流动失稳的临界热毛细Reynolds数小于纯工质的值, 且其随液层深宽比的变化规律与纯工质相同. 当深宽比小于0.0848时, 流动失稳后在自由表面观察到热流体波, 监测点处温度波动主频随热毛细Reynolds数增大而增加; 当深宽比大于0.0848时, 随热毛细Reynolds数的增大, 流动失稳后自由表面依次呈现轮辐状、花苞状、分离-合并-分离交替变化的条纹状结构.     

355nm激光曝光SU-8胶的XPS谱和FT-IR谱研究

SU-8光胶因具有良好的光刻性能,并可获得稳定的高深宽比而在微加工领域得到了广泛的应用。众多研究采用不同的光源对其进行了多种光刻研究,本文应用355nm激光对SU-8胶进行曝光,分别采用XPS谱和FT-IR谱分析了SU-8胶与激光相互作用过程中,355nm激光对SU-8胶的作用以及反应前后主要成分含量、分子结构的变化,初步探讨了SU-8胶中激光曝光能量与透入深度的关系。     

低陡度光刻胶光栅槽形研究

为控制全息光刻胶光栅槽形,从研究显影时间、显影液温度等对光刻胶特性曲线的影响出发,采用计算机模拟和实验方法,制作出底部占宽比30%左右,陡度65°左右的低陡度光刻胶光栅掩模.研究发现：启动曝光量随显影时间的延长而减小,光刻胶特性曲线线性部分的斜率随着显影时间的增加而增加;显影液温度高的光刻胶启动曝光量大,其特性曲线线性部分的斜率也较大.这决定了制作低陡度光刻胶光栅掩模需要使用非1∶1的干涉曝光,以及必须采用较低温度的显影液进行显影处理.最终选用1∶7的干涉曝光和15℃的显影液.     

彩色等效灰度掩模制作方法研究

提出了一种利用彩色等效灰度理论设计掩模的新方法——数据库法.通过选取不同RGB值组合成特定颜色,由彩色胶片输出仪输出这些颜色组成的彩色掩模,获得的彩色胶片掩模用来线性调制曝光量,从而实现二元光学元件台阶深度的线性化.给出了理论计算和16阶菲涅耳透镜的实验结果,证明了数据库方法设计掩模的可行性.该方法的提出为灰度扩展提供了新途径.     

用于扩展目标自适应光学校正的相关波前传感器的理论实验

研究了使用非相干、扩展光源的波前差测量技术，分析了使用强度透过率型像面掩模的扩展目标相关波前探测原理，讨论了模拟目标的选择问题，探讨了根据目标图像生成像面掩模图像、进而制作像掩模的方法，给出了所生成的像面掩模图像的典型结果，进行了以强度透过率型掩模为特征的单孔径扩展目标波前传感器的实验，比较了两种不同掩模的波前探测效果，获得了理论分析一致的实验结果。     

用于扩展目标自适应光学校正的相关波前传感器的理论和实验

研究了使用非相干、扩展光源的波前误差测量技术，分析了使用强度透过串型像面掩模的扩展目标相关波前探测原理，讨论了模拟目标的选择问题，探讨了根据目标图像生成像面掩模图像、进而制作像面掩模的方法，给出了所生成的像面掩模图像的典型结果，进行了以强度透过率型掩模为特征的单子孔径扩展目标波前传感器原理实验，比较了两种不同掩模的波前探测效果，获得了与理论分析一致的实验结果。     

微型填充式气相色谱柱的制备（英文）

为了分离永久性气体及低碳轻化合物,基于MEMS技术,研究制备了一种微型填充式的气相色谱柱。为了增加色谱柱的长度以及深宽比,色谱柱的沟道制备采用了激光刻蚀技术,这种技术可以方便的在玻璃基底上刻蚀出深沟道,这是其他化学腐蚀技术无法比拟的。研制的色谱柱其沟道横截面为1.2mm(深度)×0.6mm(宽度),深宽比为2∶1。实验结果表明,这种微型填充柱,具有较大的样品容量,能很好的实现CO和SO_2的分离。     

微型填充式气相色谱柱的制备（英文）北大核心CSCD

为了分离永久性气体及低碳轻化合物,基于MEMS技术,研究制备了一种微型填充式的气相色谱柱。为了增加色谱柱的长度以及深宽比,色谱柱的沟道制备采用了激光刻蚀技术,这种技术可以方便的在玻璃基底上刻蚀出深沟道,这是其他化学腐蚀技术无法比拟的。研制的色谱柱其沟道横截面为1.2mm(深度)×0.6mm(宽度),深宽比为2∶1。实验结果表明,这种微型填充柱,具有较大的样品容量,能很好的实现CO和SO_2的分离。