基于硅油稀释聚二甲基硅氧烷法制备软模板紫外纳米压印技术

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1、上海交通大学硕士学位论文DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterULTRAVIOLETNANOIMPRINTLITHOGRAPHYBASEDONSOFTMOLDFABRICATEDBYSILICONOILDILUTEDPDMSCandidate：LiHaixinStudentID:1072109021Supervisor：Prof.QiyuHuangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMicroelectronics

2、andSolidStateSpeciality：ElectronicsAffiliation：SchoolofMicroelectronicsDateofDefence：Jan,2010Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversityII上海交通大学硕士学位论文V上海交通大学硕士学位论文基于硅油稀释聚二甲基硅氧烷法制备软模板的紫外纳米压印技术摘要紫外纳米压印技术是一种室温下即可进行的，具有高分辨率、高产能、低成本等优点的纳米压印技术。紫外纳米压印的最小分辨率完全取决于模板的分辨率。软压印模板的传统制备

3、方法一般使用电子束直写或者极紫外光刻技术，工艺复杂、成本昂贵、速度慢。且传统的液态浇铸法无法完成纳米级点阵软模板的制作。本论文使用具有高度均匀100纳米级孔洞阵列结构的多孔氧化铝作为母版，使用在传统液态浇铸法上改进的硅油稀释聚二甲基硅氧烷法制备出具有规则点阵结构，特征尺度100纳米的软模板。软模板表面点阵结构在大部分区域得到了有效转移，高宽比约为1：2。对于出现图形缺失的原因，进行了分析和讨论，并给出改进建议。相对于传统的软模板制备方法，硅油稀释聚二甲基硅氧烷法有成本低、流程简单、适合大规模生产的特点，是一种非常有前途的软模板制备方法。本论文使用实验制备的100纳

4、米级规则点阵结构软模板，完成在玻璃基底上的紫外纳米压印过程，实现了软模板上点阵图形的转移。转移的图形在部分区域有缺失，甚至发生图形连结现象。对于产生以上现象的原因，进行了分析和讨论，并给出改进建议。本论文制备出的100纳米级点阵是一种光子晶体结构，具有减反射、超疏水等特性，在光电二极管、太阳能光伏、生物传感器领域有广泛的应用。关键词：紫外纳米压印，软模板，多孔阳极氧化铝，聚二甲基硅氧烷，硅油，液态浇铸法VI上海交通大学硕士学位论文ULTRAVIOLETNANOIMPRINTLITHOGRAPHYBASEDONSOFTMOLDFABRICATEDBYSILICONO

5、ILDILUTEDPDMSABSTRACTUltra-violetNanoimprintLithography(UV-NIL)isalowcost,highresolutionandhighthroughputtechniquewhichcanbeusedatroomtemperature.ThemoldmakingisoneofthemostcriticalissuesfortherealizationofUV-NIL.TheultimateresolutionofthepatternsfabricatedbyUV-NILisprimarilydetermine

6、dbytheresolutionofthesoftmold.Traditionally,thepatternonthesoftmoldisfabricatedbyElectronBeamdirect-writeLithographyorExtremeUltra-VioletLithographywhichhasveryhighresolutionbuthighcostandslowspeed.Furthermore,traditionalcastmoldingmethodcouldnotproducesoftmoldwithnanometerdotsarrays.

7、Inthispaper,animprovedmoldfabricationprocesswasdeveloped,usingsiliconoildilutedpolydimethylsiloxane(PDMS)asflexiblemoldmaterial,usingAnodicAluminumOxide(AAO)templatewhichhashighlyordered100nmholesarraysasmastermold.Thetransferredfeature’sscaleremainedabout100nm,andtheaspectratiowasabo

8、ut1:2