[发明专利]一种预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法

权利要求书

1.一种预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、用纳米压印工艺制作光栅母版；

b、将步骤a中的母版的光栅图案转移至PDMS薄膜上，制作图形化的PDMS光栅薄膜；

c、制作PDMS柔性基底；

d、将PDMS柔性基底拉伸至一定长度；

e、将图形化的PDMS光栅薄膜粘附在预拉伸的PDMS柔性基底上；

f、释放预应力，使预拉伸的基底回弹，粘附在基底上的图形化光栅薄膜也随之收缩，得到更高密度的光栅图案，光栅周期通过调节预应力大小来控制，光栅周期的最大缩减比为25％。

2.根据权利要求1所述预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，所述步骤a中制作光栅母版的步骤如下：

1)，基片前处理，以保持基片表面干燥且干净；

2)，涂正性光刻胶，在晶圆表面建立薄的、均匀的，并且没有缺陷的光刻胶膜；

3)，前烘，去除胶层内的溶剂，提高光刻胶与衬底的粘附力及胶膜的机械擦伤能力；

4)，对准和曝光，使用掩膜版，利用紫外光接触式曝光的方法在正性光刻胶上曝光制作光栅图案，即光栅母模板；

5)，显影，把掩膜版图案复制到光刻胶上；

6)，后烘，蒸发溶剂以固化光刻胶；

7)，刻蚀，将光刻掩膜版上的图案精确地转移到晶圆表面；

8)，去除光刻胶。

3.根据权利要求1所述预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，所述步骤b中，PDMS薄膜是由美国道康宁公司生产的sylgard 184型硅橡胶，它由预聚物和固化剂两部分组成；按照预聚物：固化剂质量比为10:1的比例配置PMDS，然后将混合物倾倒在具有图形化光栅结构的母版上，在匀胶机上旋涂厚度至0.5mm，在95℃的烘盘上加热固化1小时，待PDMS薄膜固化后从模板上剥离下来，此时光栅母版的图形已经转移至PMDS薄膜上，即成为具有图形化光栅的PDMS薄膜。

4.根据权利要求1所述预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，所述步骤c中，PDMS基底是由美国道康宁公司生产的sylgard 184型硅橡胶，它由预聚物和固化剂两部分组成；按照预聚物：固化剂质量比为10:1的比例配置PMDS，然后将混合物倾倒在预先用胶带约束的载玻片中，其中载玻片的厚度为1mm，胶带的宽度为5mm，用平滑的尺子刮平表面，在95℃的烘盘上加热固化1小时，待PDMS基底固化后去除胶带并从载玻片上剥离下来，用小刀将其裁剪为18mm×75mm×4mm的长方形条。

5.根据权利要求1所述预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，所述步骤d中，将预制好的PDMS基底的两边分别夹在手动微位移平台上，并拉伸至一定长度。

6.根据权利要求1所述预应力辅助纳米压印制作高密度衍射光栅的方法，其特征在于，所述步骤e中，将图形化的PDMS光栅薄膜粘附在预拉伸的PDMS柔性基底中央，粘附剂为液态的PDMS混合物，将其一直处于预应力拉伸状态在室温下固化24小时，即PDMS薄膜粘附在PDMS基底上，它们成为一个整体。