金屬轉印製程與微變形撓性模仁之應用

Translated title of the thesis: Application of Metal Contact Transfer Lithography and Deformable Flexible Mold
  • 張 傑凱

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文針對奈米壓印以及轉印的領域進行兩個方向、三個分別的研究,首先是金屬轉印的部分,本研究主要根據之前先前所發展的雷射輔助式金屬轉印微影技術(Infrared Laser Assisted Direct Contact Printing Lithography IR-LCP)成?的在玻璃基板上,定義出4吋面積、直徑1 um週期2um的六角最密堆積的金屬點陣列。在實驗製程上採用PDMS從矽母模上翻製出柱狀結構來做為轉印的母模,相對於傳統的硬質模仁可以大大減少昂貴的矽模仁的消耗和提升實驗的成?率,且此製程在金屬轉印來說具有快速、簡單、低成本、大面積等優勢。 再來是用接觸轉印與遮罩植入式微影技術(Contact transferred and Mask Embedded Lithography)在大中心角、小曲率半徑的平凸透鏡上製作次微米級的抗反射結構來增加它的光學效益。實驗步驟同樣用軟性模仁來改善硬質基板的接觸問題以提升轉印的成?率,並利用轉印上去的金屬點作為蝕刻的硬遮罩來進行乾式蝕刻,最後成?的在曲面玻璃透鏡上製作出高深寬比的抗反射結構,經過光譜儀的量測結果,在近紅外光區最高可提升約2%的穿透率。 最後是在奈米壓印中,常以PDMS從矽母模上翻製三維的結構,但是常遇到PDMS的軟性模仁因材料特性而收縮導致進行奈米壓印後的尺寸和預估的不合。以及不同應用領域中對於特殊尺寸的需求。以上問題必須從矽模仁進行修正,但是重作矽模仁成本昂貴且十分耗時,故在此提出依靠軟性模仁具高度收縮的特性再配合機構拉伸和模仁的幾何設計,使軟性模仁內的結構週期等擴張1-3%。本研究中基於平面應力的條件下推導出等軸拉伸的解析解,並配合COMSOL模擬印證出合適拉伸的幾何形狀,再依據此概念設計出一系列的拉伸機構,檢測上則依靠光學顯微鏡配合影像處理軟體找出區域內的軸向以及剪切應變,最後成?使軟性模仁內的結構周期在平均值的正負0 3 %的範圍內增長3 2 %。但外側區域最大的剪切應變佔平均應變的16 %,說明部分區域還是有剪切應變的存在。
Date of Award2018 Aug 28
Original languageChinese
SupervisorYung-Chun Lee (Supervisor)

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金屬轉印製程與微變形撓性模仁之應用
傑凱, 張. (Author). 2018 Aug 28

Student thesis: Master's Thesis