软刻蚀用母模板的聚焦离子束刻蚀技术制备研究.pdf

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1、软刻蚀用母模板的聚焦离子束刻蚀技术制备研究秦美霞材料科学与工程学院化学工程王红斌研究员张继成副研究员201543ClassifiedIndex:TN305.7U.D.C:621.94SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStudiesontheFabricationofMasterMoldforSoftLithographybyFocusedIonBeamEtchingGrade:2012Candidate:QinMeiXiaAcademicDegreeAp

2、pliedfor:MasterDegreeSpeciality:ChemicalengineeringSupervisor:Prof.WangHongbinAssociateProf.ZhangJichengApril3,2015独创性声明本人廯明衔Vi交的论it圮收化!沐⑴1jhih的坫句

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7、率、精细的三维母模板结构是PDMS软模板结构的关键。一般以光刻胶、Si和SiO2等作为母模板结构，目前加工母模板结构的方法有干涉光刻技术和电子束光刻技术等。但是这些方法制备PDMS软刻蚀用母模板工艺复杂，需要旋涂光刻胶、曝光、显影、定影和反应离子束刻蚀等步骤，并且其加工的结构一般为准三维结构。基于上述情况，本文提出利用聚焦离子束刻蚀技术制备PDMS软刻蚀用母模板，并在Si基底上制备出15m×15m的轮廓清晰的三维结构母模板，三甲基氯硅烷作为抗粘连层旋涂于Si基底表面，其后旋涂PDMS预聚物复制模铸出与Si基底表面图案互补的三维结构。

8、通过接触角测量仪对Si基底表面疏水性能和用AFM对PDMS样品表面形貌进行表征。研究结果表明，特征图形及小尺寸结构都得到了很好的转移，15m×15m结构中小尺寸圆柱直径713.56nm，高度51.39nm也得到很好的倒模。其中用庚烷稀释PDMS预聚物，倒模出的PDMS软模板结构纵横比达到1:1。该方法相对于传统软刻蚀用母模板制备技术，加工的三维结构具有操作步骤简单、制备周期短的特点，是一种有效的制备软刻蚀母模板方法。聚焦离子束刻蚀技术在PDMS软刻蚀用母模板结构中的成功制作，有助于进一步探索其在更小尺寸及微纳米结构器件中的应用。关键

9、词：聚焦离子束刻蚀技术软刻蚀技术三维加工聚二甲基硅氧烷模板西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractPolydimethylsiloxane(PDMS)softmoldhaveanimportantapplicationvalueinbiologicalmedicineandphysicalchemistryfields.PDMSsoftmoldofmanufacturingderivefrommastermoldstructures.Sothemastermoldstructuresofhighresolutionandh

10、ighprecisionarethekeytomakethePDMSsoftmold.Atpresent,themethodsofmanufacturingmastermoldareInterferometricLithography(IL)andElectronBeamLithography(EBL)andsoon,butthesemethodsneedspincoatingphotoresist,exposure,developing,fixer,reactiveionetchingstepsandthestructuresofpr

11、ocessingarecommonlyquasitree-dimensionalstructures.Basedontheabovesituation,weuseamethodbasedonFIBtofab