基于紫外光刻的滚动压印模具的研制

【摘要】纳米压印技术是美国华裔科学家的StephenY.Chou教授于1995年提出的一种复制加工纳米尺度图案的技术。因其具有产品分辨率高,工艺灵活,加工周期短等优点而受到广泛关注与应用。1998年,滚动压印技术被进一步提出,它不但继承了平面压印的优点,还克服了其间隙生产的不足,具有可以持续复制、产量高的特点,因而具有广阔的应用前景。滚动压印模具是滚动压印系统中的关键部件,本论文主要工作是基于紫外光刻进行滚动压印模具的研制。自行研制了一套适合圆柱面上加工制作微结构的提拉法涂胶装置、辅助曝光装置和微电铸镍装置,通过在圆柱面上涂覆一层均匀的光刻胶,然后通过紫外曝光在圆柱面上加工出光刻胶微结构,再通过电铸镍、去胶得到金属微结构,成功制作加工出滚动压印模具。并且将其应用到滚动压印系统中,成功压印出连续图形阵列。在此过程中,重点对紫外光刻方法加工滚动压印模具的工艺进行了研究,包括圆柱面涂胶工艺、曝光工艺以及微电铸工艺的研究：1)采用浸渍提拉法在圆柱面上涂胶,并结合实验建立了数值模型,仿真了不同工况下的液膜轮廓。仿真计算得到的膜厚与实验结果有很好的一致性。最终通过多次提拉法提胶获得了一定厚度的均匀光刻胶膜层。2)对光刻图形加工误差进行分析,结果发现光的衍射效应是影响圆柱面曝光图形线宽的最大因素。而衍射主要由掩膜版与压辊间隙过大引起的。通过本研究工作,证明紫外光刻加工滚动压印模具是可行的,并明确了影响微结构质量的因素,为后续进一步工艺优化研究提供了依据。
【作者】张琼；
【导师】李木军；
【作者基本信息】中国科学技术大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】滚动压印模具；提拉法涂胶；步进式旋转曝光；紫外光刻；微电铸；

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