全息光刻和二次显影法制备柱形二维光子晶体

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影,而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角,可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法,在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构,二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.     

无油墨印刷包装材料激光制版的研究

本文介绍了生产具有自主知识产权的大尺寸激光动感像素全息的设备及配套工艺.可用于生产防伪塑料薄膜,纸和其他包装材料.我们成功地解决了全息行业宽幅模压生产所需的大幅面整版制版技术问题,弥补了因小单元图案拼版而引起的干涉条纹失真,转移效率低,拼缝等缺陷,也解决了宽幅母版制作及包装用大幅面图案制作中的实用化工艺.     

大幅面点阵素面彩虹全息的实现方法

本文提出了一种采用正交干涉实现宽幅点阵素面彩虹全息的方法.将正交光栅作为分光器件,采用自行研制的SVG.HoloScanV大幅面扫描光刻系统,在光刻胶面逐单元进行曝光,形成最终面积610m×800mm点阵素面彩虹全息图.这种方法避开了传统拍摄中大口径透镜和大面积全息台,是实现大面积、数字化素面彩虹制作的有效手段.     

镀铬基片全息光栅光刻胶掩模槽形参量光谱检测方法

为了检测全息光栅掩模槽形,运用严格耦合波理论(RCWT)分析镀铬基片光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线与槽形参量的关系。测量了400~700 nm波长范围内60°入射角条件下的镀铬基片全息光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线。将实验曲线与不同槽形参数对应理论曲线相减、求标准差进行匹配,标准差最小者为匹配结果,从而找到被测掩模的槽深和占宽比(光栅齿宽占光栅周期的百分比)。结果表明,该方法图形匹配速度快,误差容限大,匹配结果与电镜结果相符。对于要求同时检测矩形或接近矩形槽形的全息光刻胶光栅掩模的槽深和占宽比,该方法完全适用。     

基于光刻胶热熔法的全息光栅表面粗糙度平滑处理

根据表面热动力学原理提出了一种成本低廉、制作周期短、易于实现的光刻胶热熔法,阐述了光刻胶热熔法的基本原理,探讨了光刻胶热熔对光刻胶光栅表面刻槽形状的影响。实验中,分别对经过和未经过热熔处理的光刻胶光栅做了离子束刻蚀。结果表明,利用表面张力作用可使熔融状态下的光刻胶光栅刻槽表面变得平滑,粗糙度降低,并且成功地在K9玻璃基底上得到了槽形较好的全息光栅。     

光刻胶灰化技术用于同步辐射闪耀光栅制作

在分析光刻胶光栅浮雕图形缺陷成因的基础上,首次将光刻胶灰化工艺引入到全息－离子束刻蚀制作闪耀光栅工艺中,并成功地为国家同步辐射实验室光化学站制作了１２００１／ｍｍ,闪耀波长为１３０ｎｍ的锯齿槽形光栅。测试结果表明光刻胶灰化处理对制作大面积优质的光刻胶光栅非常有效和实用。     

激光全息法制备二维硅基图形衬底

理论上模拟了全息光刻法制备二维硅基图形阵列的光强分布和显影过程,通过改变激光波长及入射光与样品表面的夹角即可得到不同周期的二维图形.在此基础上,采用三束光一次曝光和湿法腐蚀图形转移技术,在n型(100)硅衬底上制备出了周期在亚微米量级的均匀二维图形阵列.该方法适合大面积硅基图形阵列的制作.     

激光全息法制备二维硅基图形衬底

理论上模拟了全息光刻法制备二维硅基图形阵列的光强分布和显影过程,通过改变激光波长及入射光与样品表面的夹角即可得到不同周期的二维图形.在此基础上,采用三束光一次曝光和湿法腐蚀图形转移技术,在n型(100)硅衬底上制备出了周期在亚微米量级的均匀二维图形阵列.该方法适合大面积硅基图形阵列的制作.     

2维光子晶体抗反膜的制作及其特性分析

为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构.把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料上.结果表明,这种抗反膜在红外波段具有增透作用,与理论分析相吻合.     

计算机与光学方法相结合的彩色彩虹全息术

提出了计算机制全息与光学全息相结合制作彩色全息图的彩色彩虹伞息术.通过计算机对彩色图像进行自动分色,制作红、绿、蓝3幅丰计算全息图H1,以H1的再现像为对象,用激光制作彩色彩虹全息图H2,用白光再现获得彩色再现像.该方法把汁算机制全息与传统的光学全息相结合,发挥了计算全息与光学全息的优势.在全息图的计算中采用了快速傅里叶变换,加快了计算速度.给出了理论分析和实验结果.     

基于UV-LIGA技术的双层微齿轮模具镶块工艺

以氧化铟锡(ITO)玻璃作为基底,采用UV-LIGA技术制作了双层微齿轮型腔模具的镶块。首先,采用正胶(RZJ-304)进行光刻,在ITO玻璃表面电镀镍掩模,通过镍掩模对第一层SU-8光刻胶进行背面曝光。再利用正面套刻的方法对第二层SU-8光刻胶进行曝光,显影得到双层微齿轮的胶模。最后,进行微电铸得到双层微齿轮型腔镶块。通过实验验证了双层微齿轮模具镶块制作的工艺流程,优化了其工艺参数,克服了底部曝光不足引起的问题,并对制作工艺过程中产生的涂胶不平整、前烘时胶层不稳定、热板加热不均以及接触式曝光破坏胶层表面等问题进行了研究。所制得的双层微齿轮胶模垂直度高,表面质量好,且套刻精度高。     

Optical lithography

This is the first in a series of papers describing a theoretical process model for positive photoresist. This model, based upon a set of measurable parameters, can be used to calculate the response of photoresist to exposure and development in terms of image surface profiles. The model and its parameters are useful in many ways, from measuring quantitative differences between different resist materials to establishment of process sensitivities and optimization of the resist process within a manufacturing system. In this paper, the concepts of photoresist modeling are introduced by following the exposure and development of a photoresist film on silicon exposed by a uniform monochromatic light flux. This very simple example provides insight into the complex nature of the photoresist process for reflective substrates. The accompanying paper, "Characterization of Positive Photoresists," gives detail about measurement of the new photoresist parameters. It is supported by "In-Situ Measurement of Dielectric Thickness During Etching or Developing Processes" which discusses automated experimental techniques needed to establish photoresist development rates. These resist parameters provide a complete quantitative specification of the exposure and development properties of the resist. They also allow quantitative comparisons: lot to lot, material to material, and processing condition to processing condition. The fourth paper, "Modeling Projection Printing of Positive Photoresists," applies the process model to one technique of photoresist exposure. This paper contains the detailed mathematics of the model. The model is then used to calculate line-edge profiles For developed resist images.     

厚胶光刻中光敏化合物浓度空间分布研究

厚胶光刻过程是一个复杂的非线性过程，其光刻胶内光敏化合物(PAC)浓度空间分布是影响显影面形的主要因素。根据厚层胶光刻的特点，结合光化学反应机理，利用角谱理论，分析了在曝光过程中光刻胶内衍射光场和PAC浓度的空间分布随时间的动态变化，以及后烘(PEB)过程对PAC浓度空间分布的影响。该方法数值计算结果准确，且速度快。数值模拟表明，其内部衍射光场分布与PAC浓度分布是一个动态的、非线性的相互影响过程；后烘工艺可平滑PAC浓度空间分布；PAC浓度空间分布是影响浮雕面形边沿陡度的一个重要因素。     

Gold Stripe Optical Waveguides Fabricated by a Novel Double‐Layered Liftoff Process

To fabricate uniform and reliable thin gold stripes that provide low‐loss optical waveguides, we developed a novel liftoff process placing an additional SiN_x layer under conventional photoresists. By patterning a photoresist and over‐etching the SiNx, the photoresist patterns become free‐standing structures on a lower‐cladding. This leads to uniform metal stripes with good reproducibility and effectively removes parasitic structures on the edge of the metal stripe in the image reversal photolithography process. By applying the newly developed process to polymer‐based gold stripe waveguide fabrication, we improved the propagation losses about two times compared with that incurred by the conventional image‐reversal process.     

薄膜电路通孔结构光刻胶喷涂工艺

采用经稀释的光刻胶在喷胶机上对打孔的基片进行了雾化喷涂试验,在通孔结构表面实现了光刻胶的均匀涂覆。在同一基片上选取了十个通孔,采用扫面电镜对基片表面、通孔边缘及通孔侧壁中部和底部四处的光刻胶厚度进行了测量,得到的平均膜厚分别为10.2、8.8、6.1和5.3μm,各处厚度均匀性均小于±10%。     

在非晶硅上制备角度可控缓坡的方法

介绍了一种利用光的衍射原理制备角度可控缓坡微结构的方法。该方法在光刻步骤中通过调节掩膜板与基片之间的垂直距离来控制光刻胶图形边缘曝光量,光刻显影后得到剖面为正梯形的光刻胶图形,再经过干法刻蚀得到非晶硅的缓坡微结构。结果表明,制备的非晶硅缓坡结构角度（可小于30°）可控,制备方法简单,与半导体工艺兼容,可避免湿法刻蚀带来的过蚀及角度不均匀问题。     

衍射光学元件制作中的基片涂胶方法

在基片上涂布一层厚度均匀的光刻胶层,是衍射光学元件制作中的一个重要步骤。介绍了目前用于衍射光学元件制作的两种主要涂胶方法———提拉法和旋转法,分析了这两种方法的特点和影响胶层厚度的主要因素,尤其是对其均匀性的影响,并提出了获得均匀胶厚的途径。对于提拉涂胶,选择粘度较高的光刻胶溶液与合适的提拉速度将有助于减小Marangoni流动和Van derWaals力对膜厚均匀性的影响;对于旋转涂胶,可以通过密封基片所在空间,或者通过气流控制器使基片上方空气流动处于层流状态来获得均匀一致的溶剂挥发速率,从而提高胶层的均匀性。     

基于UV-LIGA技术的微注塑金属模具的工艺研究

介绍了一种新颖的微注塑模具的制作方法———无背板生长法,它是利用负性厚SU-8光刻胶,通过低成本的UV-LIGA表面微加工工艺,直接在金属基板上电铸镍图形而制作完成的。讨论了SU-8胶与基底的结合特性以及几种去除SU-8胶的有效方法,所制作的微注塑模具已用于微注塑加工中。无背板生长工艺的突出优点是微电铸时间短、模具质量高,而且还适合于制作其他微机械组件,是目前MEMS领域中比较有发展前途的加工方法。     

抗蚀剂的干法显影技术研究

在以前还只是处于想象境地的抗蚀剂干显影(等离子体显影)已展示了实现的可能性。一方面开发了能够干显影的抗蚀剂,另一方面还发展了能对现有抗蚀剂作干显影的新工艺。本文简述了至今为止所发表的抗蚀剂的干显影技术方法和技术动向,也介绍了我们所做的有关工作。     

正胶铬板图象反转技术的研究

本文阐术了在Ｓ－１４００正胶中加入适量咪唑，使正胶不仅具有原来特性，而且经一定工艺处理后还具有负胶的功能。在制造铬板时，用这种胶涂敷的铬板既可当正胶板用也可作负胶板用，即得到“正负两型”铬板。