曲面微光學結構納米壓印制備技術研究

　　【摘要】曲面光柵受自身的性質影響，主要體現為透鏡與平面光柵器件，通過曲面光柵的取代，可以有效的降低透鏡的數量，實現對光路的簡化，并提升器件的集成度，在保證系統穩(wěn)定性的基礎上降低成本，滿足當前的需求。

　　【關鍵詞】曲面光柵;納米壓印制備;濕法腐蝕

　　隨著時代不斷發(fā)展，曲面微光學結構納米壓印制備技術不斷創(chuàng)新，并促使其技術廣泛應用，如在光通信領域、計量領域、光譜學領域、信息處理領域等，提升光學器件的整體集成度，保證其具有較強的穩(wěn)定性，降低成本的投入，靈活應用技術優(yōu)勢，滿足時代發(fā)展的需求。

　　納米材料論文投稿刊物：《自動化與儀表》(月刊)1981年創(chuàng)刊，是以自動化領域和儀器儀表行業(yè)為兩大報道主線的技術類科技期刊，集學術、技術和應用于一體，注重先進性、指導性、實用性、可讀性。

　　1曲面微光學結構微納制備分析

　　1.1光刻工藝流程中掩膜設計

　　實際上，當前的硅基微光學結構的微納制備主要目的是進行曲面衍射光柵的結構制備，以滿足當前的實際需求。工作人員應首先明確光刻工藝流程，光刻工藝是半導體器件制作過程中最為常見的工藝，屬于核心技術，實質是將掩模板MASK上的其圖形轉移，將其轉移到襯底表面的光刻膠上，為后續(xù)的制作奠定良好的基礎。

　　通常情況下，其光刻工藝流程包含的內容較多，如預處理、涂膠、前烘、PEB、顯影及硬烤等，保證流程的完善性，光刻工藝直接影響光柵的性能與質量，需要工作人員合理分析其影響因素，如潔凈度，保證環(huán)境的潔凈程度符合要求，降低塵埃產生的影響，例如塵埃顆粒將造成光柵的有效面積減少，甚至破壞掩膜板，造成嚴重的畸形，產生不良的影響。與此同時，還應合理控制其溫度與濕度，營造高質量環(huán)境，滿足當前的需求，除了環(huán)境及外觀影響，更應側重在光刻后圖形的形貌尺寸對曲面光學元器件的影響。合理進行掩膜板設計加工，靈活應用當前軟件的優(yōu)勢，進行結構設計，并進行掩膜層劃分，提升其整體的設計功能。

　　1.2掩膜層制備

　　在進行制備過程中，應積極進行材料選擇，以其腐蝕性為主，保證材料不受各異性腐蝕液影響或者影響較小，選擇該類材料作為掩膜材料，靈活利用材料的性能優(yōu)勢阻擋對圖形的腐蝕，如良好的厚度、良好的密度等，筆者在進行實驗選擇過程中，主要選擇二氧化硅材料，并可以實現有效的掩膜層剝離。通過熱生長二氧化硅法將硅片放在高溫石英中進行加熱，并選擇合理的氧化劑促使其進行反應，最終形成二氧化硅薄膜，以滿足制備需求。

　　干氧法生長也是當前較為常見的方法，靈活利用其制作可以促使產生的薄膜性質提升，尤其是致密性更加，并以此為基礎提升其重復性與均勻性，實現高質量的制備。濺射法也是當前較為常見的技術，通過先進的技術營造真空環(huán)境，通過荷能粒子對靶材進行轟擊，促使其粒子實現沉積，逐漸形成掩膜層。進行合理的基片表面預處理，將當前的基片進行浸泡，去除存在的有機物后進行沖洗，消除殘留的水分，進行光刻膠涂覆。光刻膠的主要作用是防止腐蝕，通常情況喜愛存在不同的種類，需要合理進行選擇，筆者在進行制作過程中分析光刻膠的基本原料，主要有光敏劑與可溶酚醛清漆樹脂，明確其性質，制作出良好的產品。

　　1.3濕法腐蝕工藝與干法腐蝕工藝

　　濕法腐蝕工藝受腐蝕液自身的性質影響，對不同的晶面產生的腐蝕效果不同，并且存在較為明顯的差異。例如，以實際案例為例，現有的腐蝕液主要有兩種，一種屬于有機腐蝕液，如EPW(乙二胺、鄰苯二酚和水)和聯胺，另一種屬于無機腐蝕液，如堿性腐蝕液，如KOH、NaOH、NH4OH等，其產生的效果相類似。

　　需要綜合考慮其因素，如光刻參數、掩層膜、厚度、腐蝕液以及其腐蝕條件等，明確其對光柵制備產生的影響，以滿足設計需求，例如，微納級別的圖形使用濕法可控。由此可指導壓印模板的流程，首先，進行掩膜層對比，其次進行腐蝕液對比實驗，最后進行掩膜層厚度對比，以此為基礎，進行腐蝕條件控制。在應用過程中，濕法腐蝕優(yōu)勢體現在高選擇比方面，并且設備具有較強的經濟性，可以實現批量處理，具有高產能特點，但其存在明顯的化學危害性，液體直接暴露存在爆炸的潛在性，而干法腐蝕更具有優(yōu)勢，其具有較強的經濟性，并且其腐蝕精度較高，具有較強的均勻性，可以實現自動化操作，避免使用化學試劑，其缺點為選擇比差，對光刻膠要求較高，在曲面微光中通常選擇干法腐蝕較多。

　　2微納曲面壓印分析

　　2.1曲面光柵

　　實際上，光柵是光譜測量的核心器件，并在發(fā)展過程中，其技術不斷創(chuàng)新，以滿足當前的需求。隨著納米技術的創(chuàng)新應用，現階段曲面光柵逐漸出現，其性能遠遠超過傳統光柵的性能質量，并被人們廣泛的應用，實現各個領域的創(chuàng)新。從本質上分析，曲面光柵存在較強的優(yōu)勢，尤其是與傳統光柵相對比，其優(yōu)勢主要體現在以下幾方面：

　　第一，曲面光柵的有效載荷較高，其主要的原因在于自身由透鏡與平面光柵集成，通過合理的光路組合促使其降低透鏡數量，實現光路的優(yōu)化，并提升整體的集成度，利用載荷優(yōu)勢實現創(chuàng)新，滿足當前的需求。與此同時，其成本較低，合理進行應用有助于整體的穩(wěn)定性提升，發(fā)揮出曲面光柵的優(yōu)勢。

　　第二，從整體上提升光學系統的精確性，在傳統的平面光柵光譜儀中，通常情況下其光路需要引入兩面反光鏡與一片平面光柵，但由于兩面鏡片的存在導致其出現散光，并形成一定的噪聲，降低系統的整體信噪比，光學元件數量增多，降低整體的性能，像素較差。

　　在進行曲面光柵制備過程中，工作人員應不斷進行創(chuàng)新，優(yōu)化整體工藝水平，靈活應用現有的技術進行制備，提升其整體性能。例如，當前常見的方式較多，不同的方法應用理念不同，可以有效的實現處理，并獲得精細的產品。與此同時，應保證其技術具有較強的經濟性，可以實現便捷的處理，為我國的光柵曲面制備技術發(fā)展奠定良好的基礎。

　　以實際為例，現階段的紫外納米壓印技術有效的實現了創(chuàng)新，促使熱納米壓印技術克服了原有的硬質印摸缺點，提升自身技術的延展性，有效進行曲面貼合，為曲面光柵的發(fā)展奠定良好的基礎，并擴展其發(fā)展方向，逐漸向大規(guī)模、大產量、低成本以及高精度方向發(fā)展，滿足當前的需求[3]。曲面微納壓印的制備技術與傳統壓印技術的區(qū)別在于穩(wěn)定性，該技術穩(wěn)定性較高，其性能較強。

　　2.2柔性納米壓印技術

　　柔性納米壓印技術是當前一種先進的技術，屬于全新的納米圖形復制方法，具有較高的分辨率，并且成本較低，在發(fā)展過程中具有廣闊的前景�，F有的納米壓印技術主要包括微接觸壓印、熱壓印以及紫外壓印，被廣泛的應用，其在應用過程中，應用原理較為獨特，主要是采用透明軟質微結構壓印印模為主，靈活利用其自身的彈性進行應用，促使其與曲面基底相契合，提升整體曲面微結構的性能，保證其具有良好的便捷性、高效性以及經濟性，實現創(chuàng)新應用。與此同時，在進行壓印過程中，其壓力分布比較均勻，從中心逐漸擴散至四周，消除空氣，提升整體效果。

　　3結論

　　綜上所述，在當前的時代背景下，光柵制備技術與理念逐漸創(chuàng)新，人們逐漸研發(fā)全新的技術，實現先進化發(fā)展，促使源于硅的各向異性腐蝕的光柵實現精細化，體現出便捷、高效、經濟以及高質性能，滿足新時代發(fā)展需求。工作人員還應創(chuàng)新理念，綜合進行分析，考慮其掩膜層、腐蝕液以及腐蝕參數，建立最優(yōu)的方案，提升光柵性能。

　　參考文獻：

　　[1]胡克想，王陽培華，王慶康.基于紫外納米壓印光刻的氟化混合物模板制備[J].飛控與探測，2019，2(02)：54-58.

　　[2]鄭永廣，張然，褚金奎.添加劑對納米壓印模板光柵結構填充效果的改善作用[J].光子學報，2018，47(09)：114-120.

　　[3]汪文峰，劉志龍，李豐甜.面向納米壓印的大行程二維精密定位平臺的設計[J].自動化與儀表，2018，33(07)：67-70+89.

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