【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光電探測(cè)器件加工制造，具體為一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法。
技術(shù)介紹
1、超透鏡現(xiàn)有加工工藝流程耗時(shí)最大之處為曝光工藝，常規(guī)使用的為直寫或電子束，這就導(dǎo)致超透鏡曝光無(wú)法大面積制備且8寸晶圓布滿圖案要加工7-14天。現(xiàn)有超透鏡結(jié)構(gòu)尺寸多為30～400nm，其曝光同步需使用高精度euv光刻機(jī)，但因超透鏡基底多為透明石英基底，就導(dǎo)致現(xiàn)有光刻設(shè)備無(wú)法自動(dòng)化傳片，需開發(fā)定制對(duì)應(yīng)的高精度euv光刻機(jī)。euv光刻機(jī)又因技術(shù)封鎖，所以超透鏡采用光刻機(jī)進(jìn)行量產(chǎn)更是難上加難。為解決如上技術(shù)難點(diǎn)本專利技術(shù)提供了一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法。
2、大多數(shù)傳統(tǒng)的透鏡設(shè)計(jì)是采用凸形或凹形結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光的聚焦或擴(kuò)散。盡管在光軸上可達(dá)到近乎理想的聚焦效果，但所得圖像可能會(huì)因?yàn)榇┻^透鏡其他區(qū)域的光而失真。
3、相比之下，超透鏡的設(shè)計(jì)更加靈活。超透鏡是使用超表面來聚焦光線的平面透鏡。超表面是一系列人工天線，可操縱入射光的光學(xué)響應(yīng)，包括其幅度相位和偏振。超透鏡技術(shù)為鏡頭提供了一系列新的輕量化設(shè)計(jì)選項(xiàng)，同時(shí)，透鏡表面的平坦特性有效地解決了傳統(tǒng)曲面鏡頭中產(chǎn)生的圖像變形失真問題。超透鏡可縮小器件尺寸，提高光學(xué)穩(wěn)定性，并能獲得優(yōu)于傳統(tǒng)鏡頭的聚焦質(zhì)量，是替代傳統(tǒng)透鏡的理想選擇。
4、然而，超透鏡的制造并非易事，需要以高精度設(shè)計(jì)微小結(jié)構(gòu)以在超表面上產(chǎn)生所需的聚焦或其它特定行為。現(xiàn)階段有兩種主要的技術(shù)用于生產(chǎn)超表面：電子束光刻技術(shù)及納米壓印技術(shù)。電子束光刻技術(shù)使用電子束繪制圖案，成本高昂、曝光速度慢、效率較低，難
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本專利技術(shù)的目的在于提供一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，以解決如何實(shí)現(xiàn)對(duì)超透鏡大量制備的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
3、一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法,包括如下步驟：
4、步驟1，加工具有超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的模具，對(duì)模具上表面進(jìn)行清洗和抗黏處理；
5、步驟2，在模具表面涂覆壓印膠，將晶圓上預(yù)置超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移至軟模板，得到具有超透鏡納米結(jié)構(gòu)反圖案的轉(zhuǎn)印模板，即子模；
6、步驟3，將壓印基底清洗，并在壓印基底表面旋涂一層助粘劑，預(yù)烘烤后再在壓印基底表面旋涂一層壓印膠，并將子模上的超透鏡納米結(jié)構(gòu)反圖案復(fù)制轉(zhuǎn)移到壓印基底的壓印膠層上表面，在壓印膠層上表面得到呈超透鏡納米結(jié)構(gòu)的圖案，即壓印產(chǎn)品；
7、步驟4，對(duì)壓印產(chǎn)品進(jìn)行垂直刻蝕，刻蝕至壓印膠層上的超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案完全轉(zhuǎn)移至壓印基底上，在壓印基底上得到呈超透鏡納米結(jié)構(gòu)的圖案。
8、優(yōu)選的，步驟1中，對(duì)模具上表面進(jìn)行清洗的過程如下：
9、將具有超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的模具依次放入含丙酮、無(wú)水乙醇和異丙醇溶液的培養(yǎng)皿中，超聲清洗3～5min后，再將其轉(zhuǎn)入純水培養(yǎng)皿中清洗，最后用氮?dú)鈿鈽尨蹈伞?/p>
10、優(yōu)選的，步驟1中，對(duì)模具的抗黏處理過程如下：
11、采用勻膠設(shè)備在模具預(yù)置超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案表面上均勻旋涂一層抗黏液，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min，時(shí)間為5～8min，其中經(jīng)抗黏處理后的模具水滴角≥95°。
12、優(yōu)選的，步驟2中，采用勻膠設(shè)備在模具預(yù)置超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案一側(cè)表面上均勻旋涂一層壓印膠，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min。
13、優(yōu)選的，步驟2中，子模為聚合物柔性模板，包括ps模板、pmma模板、或pet模板中的任意一個(gè)，其中子模壓印膠粘度為400～420mpa·s。
14、優(yōu)選的，步驟3中，采用勻膠設(shè)備在基底上表面均勻旋涂一層助粘劑，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min，時(shí)間為30～60s，接著在120℃下烘烤3～5min，再以1000～3000r/min的轉(zhuǎn)速在其表面旋涂一層壓印膠，時(shí)間為30～60s。
15、優(yōu)選的，步驟3中，采用納米壓印方式將子模上超透鏡納米結(jié)構(gòu)反圖案復(fù)制轉(zhuǎn)移到基底上壓印膠層的上表面，其中納米壓印的具體過程如下：
16、將壓印膠層作為納米壓印的圖形轉(zhuǎn)移層，所述壓印膠粘度為5～30mpa·s，壓印膠層的厚度為500-600nm；
17、采用子模板復(fù)制方法，通過滾動(dòng)施壓的方式將已經(jīng)制備好的具有超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的子模覆蓋到圖形轉(zhuǎn)移層上，施加壓力將子模上的超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)移到壓印膠層上表面，其中，滾壓印速度為5～10mm/s；
18、采用紫外光照射的方式進(jìn)行壓印膠的固化、脫模，在壓印膠層上表面得到呈超透鏡納米結(jié)構(gòu)的圖案，其中，紫外光強(qiáng)度為300～350mw/cm2，照射時(shí)間為30～60s。
19、優(yōu)選的，步驟3中，所述壓印產(chǎn)品為單晶硅、石英或玻璃基底模板。
20、優(yōu)選的，步驟4中，以刻蝕速度選擇比1:1和相同的刻蝕參數(shù)對(duì)呈超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的壓印膠層和基底進(jìn)行垂直刻蝕。
21、優(yōu)選的，步驟4中，刻蝕參數(shù)包括刻蝕功率、腔體壓力、氣體以及氣體流量。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益的技術(shù)效果：
23、本專利技術(shù)提供了一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，采用納米壓印工藝在壓印膠層上表面得到微納結(jié)構(gòu)圖案，對(duì)壓印膠層進(jìn)行刻蝕并在基底上得到呈微納結(jié)構(gòu)的圖案，具有轉(zhuǎn)換精度高、成本低和可批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，省去了電子束光刻中顯影的步驟，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)約了時(shí)間成本，提高了制備效率。本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以大面積制備的技術(shù)難題，并且壓印產(chǎn)品無(wú)需進(jìn)行任何表面處理易于與子模脫模，因此制備的超透鏡光學(xué)性能更優(yōu)異。
24、進(jìn)一步的，通過納米壓印工藝將其超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)印至子模，再由子模轉(zhuǎn)印得到多個(gè)具有超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的壓印產(chǎn)品；采用刻蝕工藝對(duì)壓印產(chǎn)品的基底進(jìn)行刻蝕，將超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案從壓印膠層轉(zhuǎn)移到壓印基底，在壓印基底上形成超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案；轉(zhuǎn)印模版的子模為聚合物柔性模板，壓印產(chǎn)品為單晶硅、石英、玻璃基底鍍膜模板，納米壓印工藝為紫外壓印，由于壓印膠表面能較低，壓印膠層結(jié)構(gòu)可以很容易地與子模分離，無(wú)需進(jìn)行任何表面處理，因此制備的超透鏡光學(xué)性能更優(yōu)異，本專利技術(shù)可批量生產(chǎn)超透鏡，解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以大量制備的難題。
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1.一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟1中，對(duì)模具上表面進(jìn)行清洗的過程如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟1中，對(duì)模具的抗黏處理過程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟2中，采用勻膠設(shè)備在模具預(yù)置超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案一側(cè)表面上均勻旋涂一層壓印膠，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟2中，子模為聚合物柔性模板，包括PS模板、PMMA模板、或PET模板中的任意一個(gè)，其中子模壓印膠粘度為400～420mPa·s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟3中，采用勻膠設(shè)備在基底上表面均勻旋涂一層助粘劑，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min，時(shí)間為30～60s，接著在120℃下烘烤3～5min，再以1000～300
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟3中，采用納米壓印方式將子模上超透鏡納米結(jié)構(gòu)反圖案復(fù)制轉(zhuǎn)移到基底上壓印膠層的上表面，其中納米壓印的具體過程如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟3中，所述壓印產(chǎn)品為單晶硅、石英或玻璃基底模板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟4中，以刻蝕速度選擇比1:1和相同的刻蝕參數(shù)對(duì)呈超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案的壓印膠層和基底進(jìn)行垂直刻蝕。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟4中，刻蝕參數(shù)包括刻蝕功率、腔體壓力、氣體以及氣體流量。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟1中，對(duì)模具上表面進(jìn)行清洗的過程如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟1中，對(duì)模具的抗黏處理過程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟2中，采用勻膠設(shè)備在模具預(yù)置超透鏡納米結(jié)構(gòu)圖案一側(cè)表面上均勻旋涂一層壓印膠，旋涂轉(zhuǎn)速為1000～3000r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟2中，子模為聚合物柔性模板，包括ps模板、pmma模板、或pet模板中的任意一個(gè)，其中子模壓印膠粘度為400～420mpa·s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可量產(chǎn)制備超透鏡的納米壓印方法，其特征在于，步驟3中，采用勻膠設(shè)備在基底上表面均勻旋...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙華琦，周建鋒，劉守航，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華天慧創(chuàng)科技西安有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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