基于移动X光光刻与转模技术的微透镜阵列研究

发布时间：2021-05-06 04:22

　　利用微机电系统（MEMS）技术来制备微透镜阵列是目前的研究热点之一。传统紫外（UV）光刻技术制备微透镜阵列是基于圆形掩膜与固定光刻,再结合热熔工艺来制备微透镜阵列,这种方法虽然简单,但是制备的微透镜轮廓单一。本文在分析总结目前微透镜阵列制备方法的基础上,提出了基于两次移动X光光刻与转模技术的微透镜阵列制备新方法。两次移动X光光刻技术,即第一次X光曝光后,掩膜版旋转90°,再进行第二次X光曝光。本文通过将侧向刻蚀引入到光刻胶显影刻蚀机理中,建立了具有全方向刻蚀的显影刻蚀仿真预测模型与算法,分析了相关参数的内在联系,并编写了C仿真预测程序,进行了微透镜形貌预测。本文利用提出的微透镜阵列制备方法,采用半圆掩膜图形制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微透镜阵列模具,并通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）转模技术制备了环氧树脂微透镜阵列,并进行了形貌测试,证实了这种方法的可行性。将仿真预测结果与实验结果进行了比较,结果表明显影深度的误差为5%。建立的仿真预测模型可用于基于两次移动X光刻技术的微透镜形貌的预测,可为微透镜的改良提供参考。 

【文章来源】：上海应用技术大学上海市

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微透镜概述
    1.3 微透镜阵列主要制备技术
        1.3.1 刻蚀工艺
        1.3.2 热压印技术
        1.3.3 光刻热熔工艺
        1.3.4 微流体点滴法
        1.3.5 激光加工法
    1.4 本论文的研究意义与主要研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 微透镜阵列制备原理
    2.1 LIGA工艺
    2.2 微透镜阵列制备原理
        2.2.1 移动X光光刻制备原理
        2.2.2 PMMA曝光裂解机理
    2.3 本章小结
第3章 基于移动X光光刻原理的微透镜形貌仿真预测
    3.1 引言
    3.2 仿真预测模型建立
        3.2.1 显影刻蚀机理
        3.2.2 显影刻蚀算法
        3.2.3 吸收能量分布
        3.2.4 刻蚀速率
        3.2.5 显影界限
    3.3 仿真预测算法与编程
        3.3.1 仿真预测基本单元
        3.3.2 程序流程
        3.3.3 程序编写
    3.4 仿真初始条件
    3.5 仿真预测结果分析
    3.6 本章小结
第4章 微透镜阵列制备
    4.1 引言
    4.2 移动X光光刻设备
        4.2.1 AURORA光源及其曝光装置
        4.2.2 X光刻掩膜版
        4.2.3 PMMA光刻胶
    4.3 光刻工艺过程
    4.4 微透镜阵列转写
        4.4.1 PDMS转写步骤
        4.4.2 环氧树脂材料转写步骤
    4.5 微透镜阵列测试
    4.6 仿真预测结果与实验结果比较
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文



本文编号：3171227