基于超声辅助的UV-LIGA光栅制备技术研究.pdf

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1、·电气与自动化·成杰，等·基于超声辅助的UV-LIGA光栅制备技术研究基于超声辅助的UV-LIGA光栅制备技术研究成杰，李寒松，朱荻(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点试验室，江苏南京210016)摘要：光栅在通信、光存储及光谱分析领域具有广泛的应用。对超声辅助uV—LIGA技术制备光栅的可行性进行了试验研究。试验中两次利用超声的特殊效应，实现不同的辅助功能。1)采用超声辅助显影，通过改善光刻胶模沟槽内的物质传输，提高光刻胶模结构的显影效率和显影质量。2)在后烘之后、显影之前对光刻胶结构进行超声处理，通过在空气

2、中对光刻胶模结构进行超声处理，有效降低su一8胶模在电铸过程中的溶胀。选取优化的工艺参数，采用侧向冲液电铸方式，获得了镍基光栅。关键词：光栅；超声；辅助中图分类号：TH741．6文献标志码：A文章编号：1671-5276(2014)02．0163．04ResearchonPreparationofGratingsBasedonUltrasonic-assistedUV-LIGACHENGJie，LIHan-song，ZHUDi(CMEE，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautic

3、s，Nanjing，210016，China)Abstract：Thegratingiswidelyusedinthefieldsofcommunication，opticalstorageandspectroscopy．Inthispaper，theexperimentofgratingpreparationbyultrasonic-assistedUV—LIGAisconducted．Diferentauxiliaryfunctionsarerealizedbyusingspecialultrason—icefect

4、stwice．Firstly，theultrasonic—assistedprocessisusedtoimprovethesubstancestransmissioninthephotoresistmoldgroove，thedevelopingeficiencyandquality．Secondly，theultrasonic-assisteddevelopingisintroducedbetweentheprocessesofpost-bakinganddeveloping，andthestructureofpho

5、toresistmoldissubjectedtotheultrasonictreatmentintheair，thentheswellingofplasticmoldofSU-8isreducedevidentlyintheelectroformingprocess．Theprocessparametersareoptimizedandthelateralredliquidelectroformingwayisadopted．Finally，athicknessof65pmnickelbasedgratingissuc

6、cessfulyprepared．Keywords：ultrasound-assisted；UV-LIGA；gratingpreparation在实际应用中，需要根据光栅线宽尺寸特征选用合适0引言的光栅制作方法。针对如图1所示光栅结构：光栅栅条长25mm，宽64pm，厚度为60um，栅条线长远远大于线宽和光栅是由平行排列的许多栅线条组成的，通常作为核光栅厚度，应首选UV-LIGA技术。针对UV-LIGA工艺心器件广泛应用在许多光学系统中，起着色散、分束、偏难题，试验采用超声辅助的uV—LIGA技术，探讨超声引入振和位相匹

7、配等作用⋯。目前光栅的制作方法主要有机对改善SU一8胶模溶胀性及显影质量的影响。超声辅助械刻划、全息光刻、纳米压印、电子束光刻、X射线光刻、的uV—LIGA技术制备光栅，国内尚未见报道，因而对其进UV-LIGA技术等j。机械刻划能够改变刻刀的形状、方行制备研究具有重要的意义。向，从而能制作出其他工艺方法难以达到的栅条外形，适用于加工大线宽尺寸光栅；纳米压印可以批量、无损地复制目标图形；全息光刻、电子束光刻、X射线光刻能精确复制图形、具备高分辨率光刻能力，适用于加工亚微米线宽尺寸光栅。利用UV-LIGA技术制备光栅，技术已

8、经较为成熟。该项技术以SU-8胶为光敏材料，采用低廉的远紫外光为光源，主要包括光刻、微细电铸和塑铸3个工艺环节。因其具有低成本、高深宽比加工能力等特殊优势，UV-LIGA技术近年逐渐成为微结构加工的首选加工手段J，适用于加工各种线宽尺寸的光栅。但是实际应用中，当光栅具有一定厚度时，光刻胶模显影困难，同时由于SU-8胶