[发明专利]金属基底上制备高深宽比金属微光栅的方法

摘要

金属基底上制备高深宽比金属微光栅的方法，属于微制造技术领域。采用UV-LIGA技术在高纯镍板基底J上，经两次匀胶、分层曝光以及一次显影等光刻工艺过程得到SU-8胶胶膜，再经微电铸镍N、微电铸后处理来实现金属微光栅的制作；通过线宽补偿的方法解决溶胀引起的线宽变小问题；在去胶工序中，采用了“超声-浸泡-超声-浸泡”循环往复的方法去胶；在退火工序中使用真空退火去除残余应力，提高了基底与金属光栅之间的结合力。本发明的效果和益处是：采用此方法在金属基底J上制备金属微光栅具有深宽比、尺寸精度和机械强度高的特点，制备工艺简单，成本较低。

主权项

在金属基底上制备高深宽比金属微光栅的方法，包括在高纯镍板基底上，经两次匀胶、分层曝光以及一次显影等光刻工艺过程得到SU‑8胶胶膜，再微电铸镍、微电铸后处理来实现金属微光栅的制作；通过线宽补偿的方法解决溶胀引起的线宽变小问题；在去胶工序中，采用了“超声‑浸泡‑超声‑浸泡”循环往复的方法去胶；在退火工序中使用真空退火去除残余应力；具体步骤如下：（1）基板预处理：首先，镍基板经过研磨、抛光使其表面粗糙度小于0.04μm，然后用丙酮棉球将基板表面擦拭干净，接着分别在丙酮和乙醇中施以超声清洗，再用纯水冲洗干净后吹干，最后在烘箱中烘焙，去除水汽后冷却至室温；（2）SU‑8胶胶膜的制备：使用台式匀胶机在基底上分两次旋涂SU‑8光刻胶，匀胶机设置不同的转速得到不同厚度的胶膜；分次旋涂的SU‑8光刻胶分别经过静置、前烘、曝光、后烘后进行一次显影，最终得到所需的SU‑8胶胶膜；得到的胶膜直接作为微电铸的型模；（3）微电铸：采用在金属基底上直接电铸生长的无背板生长工艺；电铸过程中施以阴极移动和循环过滤；电铸液配方为：氨基磺酸镍365～375g/L、氯化镍6～10g/L、硼酸55～60g/L；微电铸镍工艺条件为：PH值3.9～4.1、温度48℃～52℃、电流密度0.5～1A/dm²；（4）人工研磨抛光：采用人工研磨的方法对电铸后的电铸层表面进行研磨抛光，以获得平整的电铸层表面；（5）去除SU‑8胶：首先将具有光栅结构的基板浸泡在80～90℃的SU‑8去胶液中，浸泡5～10h后施加超声1～2h，之后撤除超声继续用去胶液浸泡，如此“浸泡‑超声‑浸泡‑超声”循环往复去胶，最终得到干净的光栅结构；（6）高温真空退火：退火绝对真空度约为10^‑3Pa，温度为350～400℃，退火时间1～1.5h，然后随炉冷却。