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一種制備納米光柵的裝置和方法與流程

文檔序號(hào):12799703閱讀:991來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及納米光柵技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種制備納米光柵的裝置和方法。



背景技術(shù):

光柵作為一種非常重要的化學(xué)元件,被廣泛應(yīng)用于集成電路、光通信、光學(xué)互連、光信息處理、光學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,納米技術(shù)成為了當(dāng)前研究最廣泛、投入最多的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一。隨著光柵在納米尺度的應(yīng)用,納米光柵的制備方法顯得十分重要。現(xiàn)有技術(shù)中,納米光柵的制備方法主要包括全息光刻、電子束光刻、離子束光刻、x射線光刻等等。上述方法普遍存在所用設(shè)備投資成本高,操作復(fù)雜,工藝條件苛刻,難以控制,納米光柵制備成本高、周期長(zhǎng),所得納米光柵質(zhì)量不達(dá)標(biāo),成品合格率低等問(wèn)題?;谏鲜鲫愂?,本發(fā)明提出了一種制備納米光柵的裝置和方法。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn),而提出的一種制備納米光柵的裝置和方法。

一種制備納米光柵的裝置,包括安裝底座和l形安裝支架,且l形安裝支架固定焊接在安裝底座的一側(cè)頂部,所述安裝底座的底部固定焊接有支撐架,所述安裝底座的頂部固定安裝有電機(jī),所述電機(jī)的輸出軸連接有第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件,所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件遠(yuǎn)離電機(jī)的一端設(shè)有勻膠臺(tái),所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件與勻膠臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接,所述l形安裝支架靠近勻膠臺(tái)的一側(cè)設(shè)有第一滑槽,所述第一滑槽內(nèi)設(shè)有推桿電機(jī),且第一滑槽與推桿電機(jī)滑動(dòng)連接,所述推桿電機(jī)的輸出軸固定連接有安裝支架,所述安裝支架的底端固定焊接有儲(chǔ)膠室,且所述儲(chǔ)膠室的下方設(shè)有出膠口,所述l形安裝支架靠近勻膠臺(tái)的一側(cè)固定安裝有電子束曝光機(jī),且電子束曝光機(jī)位于推桿電機(jī)的上方,所述l形安裝支架的頂部靠近勻膠臺(tái)的一側(cè)設(shè)有第二滑槽,所述第二滑槽內(nèi)設(shè)有第一滑塊和第二滑塊,所述第一滑塊和第二滑塊均勻第二滑槽滑動(dòng)連接,所述第一滑塊遠(yuǎn)離第二滑槽的一端固定連接有中間掩膜版,所述第二滑塊遠(yuǎn)離第二滑槽的一端固定連接有聚光透鏡,所述l形安裝支架的頂部遠(yuǎn)離電子束曝光機(jī)的一端底部固定安裝有第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件,所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件的底端設(shè)有反射鏡,且所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件與反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選的,所述電子束曝光機(jī)、中間掩膜版和聚光透鏡的中心軸線為同一條水平線。

優(yōu)選的,所述支撐架共4個(gè),且等距分布在安裝底座的底部外側(cè)。

本發(fā)明還提出了一種制備納米光柵的方法,包括以下步驟:

s1、對(duì)基片進(jìn)行預(yù)處理后,在基片表面鍍上厚度為0.08~0.19μm的金屬膜,然后將基片置于勻膠臺(tái)上,使金屬膜朝上,利用推桿電機(jī)調(diào)節(jié)出膠口的位置至基片中心位置,滴正性光刻膠并啟動(dòng)電機(jī),電機(jī)通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件帶動(dòng)勻膠臺(tái)高速轉(zhuǎn)動(dòng)至金屬膜表面旋涂一層厚度為0.2~0.3μm的正性光刻膠,旋涂均勻后,置于150~190℃下烘干1~2min;

s2、在步驟s1所得的光刻膠表面再滴負(fù)性光刻膠,旋涂一層厚度為0.19~0.25μm的負(fù)性光刻膠,旋涂均勻后,置于70~90℃下烘干1~2min,95~105℃的條件下烘干1~2min;

s3、調(diào)節(jié)電子束曝光機(jī)、中間掩膜版和聚光透鏡之間的位置,調(diào)節(jié)反射鏡的反射角度,將光掩膜版置于基片上方,且保證光掩膜版與基片緊密貼合,以曝光劑量為68~88mj/cm2進(jìn)行曝光處理;

s4、將步驟s3中曝光處理后的基片置于25~32℃的濃度為0.8~1.2%的氫氧化鈉溶液中,顯影18~22s,然后置于95~105℃的條件下烘干1~2min,然后置于70~90℃的環(huán)境下,烘干28~40min,去除光刻膠后冷卻,即得所需的納米光柵。

優(yōu)選的,所述步驟s1中的基片預(yù)處理方法為:將基片置于丙酮溶液中浸泡30~50min后,超聲清洗10~15min,然后用去離子水沖洗10~15min,最后置于105~135℃的烘箱內(nèi)干燥至恒重。

優(yōu)選的,所述步驟s1中的基片為石英襯底、硅襯底或玻璃襯底中的一種;所述金屬膜為鋁膜、鉻膜或鎳/銅膜中的一種。

本發(fā)明提出的一種制備納米光柵的裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,利用勻膠臺(tái)完成光刻膠旋涂工序,利用電子束曝光機(jī)、中間掩膜版、聚光透鏡和反射鏡完成基片的曝光工作,本發(fā)明提出的裝置用于制備納米光柵,設(shè)備投資小,制備成本低,操作簡(jiǎn)單,易于控制,制備周期短,所得納米光柵性能好、質(zhì)量高,成品合格率高,值得推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為一種制備納米光柵的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中:1安裝底座、2l形安裝支架、3出膠口、4儲(chǔ)膠室、5第一滑槽、6推桿電機(jī)、7安裝支架、8電子束曝光機(jī)、9第二滑槽、10第一滑塊、11第二滑塊、12中間掩膜版、13聚光透鏡、14第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件、15反射鏡、16勻膠臺(tái)、17第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件、18電機(jī)、19支撐架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說(shuō)。

實(shí)施例

如圖1所示,本發(fā)明提出的一種制備納米光柵的裝置,包括安裝底座1和l形安裝支架2,且l形安裝支架2固定焊接在安裝底座1的一側(cè)頂部,安裝底座1的底部固定焊接有支撐架19,支撐架19共4個(gè),且等距分布在安裝底座1的底部外側(cè),安裝底座1的頂部固定安裝有電機(jī)18,電機(jī)18的輸出軸連接有第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件17,第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件17遠(yuǎn)離電機(jī)18的一端設(shè)有勻膠臺(tái)16,第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件17與勻膠臺(tái)16轉(zhuǎn)動(dòng)連接,l形安裝支架2靠近勻膠臺(tái)16的一側(cè)設(shè)有第一滑槽5,第一滑槽5內(nèi)設(shè)有推桿電機(jī)6,且第一滑槽5與推桿電機(jī)6滑動(dòng)連接,推桿電機(jī)6的輸出軸固定連接有安裝支架7,安裝支架7的底端固定焊接有儲(chǔ)膠室4,且儲(chǔ)膠室4的下方設(shè)有出膠口3,l形安裝支架2靠近勻膠臺(tái)16的一側(cè)固定安裝有電子束曝光機(jī)8,且電子束曝光機(jī)8位于推桿電機(jī)6的上方,l形安裝支架2的頂部靠近勻膠臺(tái)16的一側(cè)設(shè)有第二滑槽9,第二滑槽9內(nèi)設(shè)有第一滑塊10和第二滑塊11,第一滑塊10和第二滑塊11均勻第二滑槽9滑動(dòng)連接,第一滑塊10遠(yuǎn)離第二滑槽9的一端固定連接有中間掩膜版12,第二滑塊11遠(yuǎn)離第二滑槽9的一端固定連接有聚光透鏡13,電子束曝光機(jī)8、中間掩膜版12和聚光透鏡13的中心軸線為同一條水平線,l形安裝支架2的頂部遠(yuǎn)離電子束曝光機(jī)8的一端底部固定安裝有第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件14,第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件14的底端設(shè)有反射鏡15,且第一轉(zhuǎn)動(dòng)連接件14與反射鏡15轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

本發(fā)明提出的一種制備納米光柵的方法,包括以下步驟:

s1、將玻璃襯底置于丙酮溶液中浸泡40min后,超聲清洗12min,然后用去離子水沖洗14min,最后置于120℃的烘箱內(nèi)干燥至恒重,將玻璃襯底表面鍍上厚度為0.15μm的鉻膜,然后將玻璃襯底置于勻膠臺(tái)16上,使鉻膜朝上,利用推桿電機(jī)6調(diào)節(jié)出膠口3的位置至玻璃襯底中心位置,滴正性光刻膠并啟動(dòng)電機(jī)18,電機(jī)18通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)連接件17帶動(dòng)勻膠臺(tái)16高速轉(zhuǎn)動(dòng)至鉻膜表面旋涂一層厚度為0.2μm的正性光刻膠,旋涂均勻后,置于160℃下烘干2min;

s2、在步驟s1所得的光刻膠表面再滴負(fù)性光刻膠,旋涂一層厚度為0.25μm的負(fù)性光刻膠,旋涂均勻后,置于80℃下烘干1min,100℃的條件下烘干2min;

s3、調(diào)節(jié)電子束曝光機(jī)8、中間掩膜版12和聚光透鏡13之間的位置,調(diào)節(jié)反射鏡15的反射角度,將光掩膜版置于玻璃襯底上方,且保證光掩膜版與玻璃襯底緊密貼合,以曝光劑量為72mj/cm2進(jìn)行曝光處理;

s4、將步驟s3中曝光處理后的玻璃襯底置于28℃的濃度為1%的氫氧化鈉溶液中,顯影20s,然后置于95℃的條件下烘干2min,然后置于80℃的環(huán)境下,烘干35min,去除光刻膠后冷卻,即得所需的納米光柵。

以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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