纳米沟槽结构电铸填充工艺研究
发布时间：2021-07-26 10:29
纳米压印光刻技术与传统的复杂光学光刻相比,具有超高分辨率、产量高和成本低等优点,因此被誉为纳米结构制作最具发展潜力技术之一。压印模板是纳米压印光刻技术中最重要的组成部分。目前,使用金属镍制作的压印模板已应用于微纳结构的制作,且同传统硅模板相比,镍模板具有机械强度高,使用寿命远大于硅模板的优点,因此,金属镍被誉为21世纪推进纳米压印光刻技术广泛应用于工业化生产最具潜力的材料。但使用金属镍所制作的纳米压印模板的深宽比均较小,因此制作出强度高、寿命长且具有高深宽比纳米沟槽结构的镍模板,对推动纳米压印光刻技术应用于工业化生产具有重大意义。为完成此类镍模板的制作,首先要实现高深宽比纳米沟槽结构的填充。本文结合各薄膜沉积工艺的特点,分别采用磁控溅射技术、物理蒸镀技术及微电铸技术来填充不同深宽比的纳米沟槽结构。同采用磁控溅射技术填充纳米沟槽结构产生的台阶效应及物理蒸镀技术填充生成的双层金属光栅结构相比,采用微电铸技术填充高深宽比纳米沟槽结构的填充效率高,可控性好,因此最终采用微电铸工艺来实现高深宽比纳米沟槽结构的填充。而通过此方式进行填充的部分伴有空洞的形成,其原因是电铸过程中高深宽比沟槽结构内外传...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米压印模板制作方法
1.2.2 电铸填充纳米沟槽结构的研究现状
1.3 本文的研究内容
2 纳米沟槽填充工艺介绍
2.1 磁控溅射工艺介绍
2.1.1 磁控溅射工艺的原理
2.1.2 磁控溅射工艺的特点
2.2 物理蒸镀工艺介绍
2.2.1 物理蒸镀工艺的原理
2.2.2 物理蒸镀艺的特点
2.3 微电铸工艺介绍
2.3.1 微电铸工艺的原理
2.3.2 微电铸工艺的特点
2.4 本章小结
3 纳米沟槽结构填充工艺研究
3.1 基于磁控溅射工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.1.1 磁控溅射设备介绍
3.1.2 溅射填充实验
3.1.3 实验结果及分析
3.2 基于蒸镀工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.2.1 蒸镀设备介绍
3.2.2 蒸镀填充实验
3.2.3 实验结果及分析
3.3 基于微电铸工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.3.1 微电铸实验平台
3.3.2 填充实验
3.3.3 实验结果分析
3.3.4 电铸镍体系
3.3.5 添加剂及其作用机理
3.3.6 电铸填充生长机理
3.3.7 深宽为100×100nm的纳米沟槽结构填充实验
3.3.8 深宽为200×100nm的高深宽比纳米沟槽结构填充实验
3.4 本章小结
4 纳米压印镍模板复制
4.1 电铸样片制备
4.2 镍模板复制
4.3 复制模板表面抗粘层沉积
4.3.1 复制模板清洗
4.3.2 复制模板表面抗粘层沉积
4.4 纳米压印验证实验
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大高宽比硬X射线波带片制作及聚焦测试[J]. 李海亮,史丽娜,牛洁斌,王冠亚,谢常青. 光学精密工程. 2017(11)
[2]电容器用金属化聚丙烯薄膜制造工艺改进研究[J]. 黄伟东. 电子元件与材料. 2017(07)
[3]基于纳米压印的大角度衍射光学元件批量化制备方法[J]. 刘鑫,张满,庞辉,史立芳,曹阿秀,邓启凌. 光子学报. 2016(06)
[4]电铸镍工艺参数对铸镍层组织和性能的影响[J]. 钱建刚,李海婷,李彭瑞. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[5]纳米压印技术[J]. 刘永庆. 丝网印刷. 2012(12)
[6]利用电镀铜填充微米盲孔与通孔之应用[J]. 窦维平. 复旦学报(自然科学版). 2012(02)
[7]磁控溅射技术及其发展[J]. 李芬,朱颖,李刘合,卢求元,朱剑豪. 真空电子技术. 2011(03)
[8]两种添加剂对氨基磺酸盐电铸镍塑性的影响[J]. 罗扬,王雷,李珍,苏娜,田文怀. 兵器材料科学与工程. 2010(06)
[9]纳米压印光刻模具制作技术研究进展及其发展趋势[J]. 兰红波,丁玉成,刘红忠,卢秉恒. 机械工程学报. 2009(06)
[10]大高宽比、高线密度X射线透射光栅的制作[J]. 柳龙华,刘刚,熊瑛,黄新龙,陈洁,李文杰,田金萍,田扬超. 光学精密工程. 2009(01)
博士论文
[1]纳米光刻技术及其在三端结器件和纳米光栅偏振器中的应用[D]. 孟凡涛.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]纳米压印工艺及模板制备的研究[D]. 傅欣欣.南京大学 2014
[2]纳米压印镍模板的复制工艺研究[D]. 王海祥.大连理工大学 2013
[3]多孔氧化铝模板的制备及其应用[D]. 高万超.华中科技大学 2012
[4]电镀工艺优化对铜金属层孔洞缺陷的影响[D]. 黄涛.上海交通大学 2010
[5]微电铸工艺参数对模具质量影响研究[D]. 肖日松.大连理工大学 2006
本文编号：3303393
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米压印模板制作方法
1.2.2 电铸填充纳米沟槽结构的研究现状
1.3 本文的研究内容
2 纳米沟槽填充工艺介绍
2.1 磁控溅射工艺介绍
2.1.1 磁控溅射工艺的原理
2.1.2 磁控溅射工艺的特点
2.2 物理蒸镀工艺介绍
2.2.1 物理蒸镀工艺的原理
2.2.2 物理蒸镀艺的特点
2.3 微电铸工艺介绍
2.3.1 微电铸工艺的原理
2.3.2 微电铸工艺的特点
2.4 本章小结
3 纳米沟槽结构填充工艺研究
3.1 基于磁控溅射工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.1.1 磁控溅射设备介绍
3.1.2 溅射填充实验
3.1.3 实验结果及分析
3.2 基于蒸镀工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.2.1 蒸镀设备介绍
3.2.2 蒸镀填充实验
3.2.3 实验结果及分析
3.3 基于微电铸工艺的纳米沟槽结构填充实验研究
3.3.1 微电铸实验平台
3.3.2 填充实验
3.3.3 实验结果分析
3.3.4 电铸镍体系
3.3.5 添加剂及其作用机理
3.3.6 电铸填充生长机理
3.3.7 深宽为100×100nm的纳米沟槽结构填充实验
3.3.8 深宽为200×100nm的高深宽比纳米沟槽结构填充实验
3.4 本章小结
4 纳米压印镍模板复制
4.1 电铸样片制备
4.2 镍模板复制
4.3 复制模板表面抗粘层沉积
4.3.1 复制模板清洗
4.3.2 复制模板表面抗粘层沉积
4.4 纳米压印验证实验
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大高宽比硬X射线波带片制作及聚焦测试[J]. 李海亮,史丽娜,牛洁斌,王冠亚,谢常青. 光学精密工程. 2017(11)
[2]电容器用金属化聚丙烯薄膜制造工艺改进研究[J]. 黄伟东. 电子元件与材料. 2017(07)
[3]基于纳米压印的大角度衍射光学元件批量化制备方法[J]. 刘鑫,张满,庞辉,史立芳,曹阿秀,邓启凌. 光子学报. 2016(06)
[4]电铸镍工艺参数对铸镍层组织和性能的影响[J]. 钱建刚,李海婷,李彭瑞. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[5]纳米压印技术[J]. 刘永庆. 丝网印刷. 2012(12)
[6]利用电镀铜填充微米盲孔与通孔之应用[J]. 窦维平. 复旦学报(自然科学版). 2012(02)
[7]磁控溅射技术及其发展[J]. 李芬,朱颖,李刘合,卢求元,朱剑豪. 真空电子技术. 2011(03)
[8]两种添加剂对氨基磺酸盐电铸镍塑性的影响[J]. 罗扬,王雷,李珍,苏娜,田文怀. 兵器材料科学与工程. 2010(06)
[9]纳米压印光刻模具制作技术研究进展及其发展趋势[J]. 兰红波,丁玉成,刘红忠,卢秉恒. 机械工程学报. 2009(06)
[10]大高宽比、高线密度X射线透射光栅的制作[J]. 柳龙华,刘刚,熊瑛,黄新龙,陈洁,李文杰,田金萍,田扬超. 光学精密工程. 2009(01)
博士论文
[1]纳米光刻技术及其在三端结器件和纳米光栅偏振器中的应用[D]. 孟凡涛.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]纳米压印工艺及模板制备的研究[D]. 傅欣欣.南京大学 2014
[2]纳米压印镍模板的复制工艺研究[D]. 王海祥.大连理工大学 2013
[3]多孔氧化铝模板的制备及其应用[D]. 高万超.华中科技大学 2012
[4]电镀工艺优化对铜金属层孔洞缺陷的影响[D]. 黄涛.上海交通大学 2010
[5]微电铸工艺参数对模具质量影响研究[D]. 肖日松.大连理工大学 2006
本文编号：3303393
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