[发明专利]一种基于反射式光场增强的微纳光印制造方法

说明书

本发明公开了一种基于反射式光场增强的微纳光印制造方法，包括：1)在基片表面沉积一层低损耗的反射层；2)将高分辨力的流体聚合物材料旋涂在反射层表面；3)在微纳米掩模版表面制作一层抗粘接层；4)通过机械装置将在反射层表面旋涂有高分辨力流体聚合物材料的基片与微纳米掩模版图形面调平并接触；5)通过精密压力传递方法将高分辨力的流体聚合物材料表面浅层挤压进入掩模版图形透光区；6)曝光，在反射层的作用下使穿过掩模版图形的光场局域在透光区，使挤压进入掩模版图形透光区及到反射层之间的局部流体聚合物材料感光及固化；7)脱模后将基片放入显影液中显影，去掉未感光及固化的聚合物材料，得到复制后的图形。适用于高深宽比结构加工。

技术领域

本发明涉及微纳米制造技术领域，具体涉及一种基于反射式光场增强的微纳光印制造方法，特别是用于精细结构图形的加工。

背景技术

近年来，大量的研究报道表明具有微纳米特征尺度的人工结构可以极大的增强微纳光子器件、微纳电子器件、微纳机电系统、微纳米能源及显示器件的性能。而作为这些微纳米尺度结构和器件制造的基础，低成本、高分辨力、高产出、大面积的新型纳米加工技术/方法的需求极为迫切。

传统微纳制造技术主要分为三类：直写类、光刻类和压印类。直写类微纳制造技术虽然具有高的分辨力，但加工效率较低，不适用于大规模批量生产。光刻类微纳制造技术在效率、材料和工艺的兼容性等方面具有较强的技术优势，但受瑞利准则的理论限制，要提高曝光分辨力，需要采用更短的曝光波长和更高数值孔径的物镜，但是不断的缩小曝光波长及提高物镜数值孔径伴随着的是成本的不断激增。压印类微纳制造技术是近年来发展到一种低成本的加工技术，由于不涉及曝光过程，图形形状和质量直接由压模决定，因此加工分辨力没有物理极限及邻近效应；但由于高分辨力的压模制造成本高昂，且复制图形存在缺陷多，对准和套刻精度不高，不能加工多层微纳结构图形，制约了其大规模推广应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服上述现有技术的不足，提出一种基于反射式光场增强的微纳光印制造方法。

本发明的技术解决方案：一种基于反射式光场增强的微纳光印制造方法，步骤如下：

步骤(1)、在基片表面沉积一层低损耗的反射层；

步骤(2)、将高分辨力的流体聚合物材料旋涂在反射层表面；

步骤(3)、在微纳米掩模版表面制作一层抗粘接层；

步骤(4)、通过机械装置将在反射层表面旋涂有高分辨力流体聚合物材料的基片与微纳米掩模版图形面调平并接触；

步骤(5)、通过精密压力传递方法将高分辨力的流体聚合物材料表面浅层挤压进入掩模版图形透光区；

步骤(6)、曝光，在反射层的作用下使穿过掩模版图形的光场局域在透光区，使挤压进入掩模版图形透光区及到反射层之间的局部流体聚合物材料感光及固化；

步骤(7)、脱模后将基片放入显影液中显影，去掉未感光及固化的聚合物材料，得到复制后的图形。

进一步地，所述步骤(1)中低损耗的反射层制备方法为分子束外延结合低温退火、共溅射、高温溅射法。

进一步地，所述步骤(2)中高分辨力的流体聚合物材料为氟掺杂硅基共聚物或衍生物、乙烯醚基共聚物、丙烯酸基共聚物、杯芳烃基分子玻璃、高酸解活性缩醛聚合物、聚对羟基苯乙烯基共聚物等。

进一步地，所述步骤(3)中抗粘接层为类金刚石薄膜、掺氟硅烷等。

进一步地，所述步骤(5)中精密压力传递方法为活塞类机械传递、压电执行机构传递、气膜传递、气压传递等。

进一步地，所述步骤(5)中压力传递方法为活塞类机械传递、压电执行机构传递、气膜传递、气压传递等。

本发明与现有技术相比的优点在于：