【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳制造领域，尤其涉及一种基于转印工艺的大面积超透镜快速低成本制备方法。
技术介绍
1、超透镜是一种二维平面透镜结构，拥有体积更小、重量更轻、成本更低、更易集成的优点，为紧凑集成的传统光学系统提供了潜在的解决方案。超透镜不仅了突破了传统材料电磁属性，还克服超材料三维结构加工难度大等问题，在内窥镜等医疗设备、全息成像、ar/vr设备、cmos图像传感器、等方面具有广泛的应用前景。但同时超透镜对微纳加工提出了很多极端的参数要求。比如，亚波长超构单元要求极小尺度(如长波红外波段1um)；光场调控需要极高精度(如长波红外波段需要～100nm调控精度)；为了与商业器件结合，超透镜幅面尺寸为厘米级及以上。目前超透镜主要制造方法包括电子束光刻技术、步进扫描光刻、深紫外光刻、纳米压印等。但电子束光刻技术，受制于加工幅面、产出效率和成本等原因，目前仍处于原理验证阶段，无法进行大规模商业应用；步进扫描光刻和深紫外光刻能量转换效率低，耗能大，光学反射系统复杂，制造成本高；纳米压印是目前有望实现大面积超构透镜大批量生产的技术手段之一，但其模板制造依赖电子束技术，成本高，损伤严重。因此亟需开发一种高效、低成本的技术工艺来制作大面积跨尺度的光学超透镜。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速低成本制备方法，通过可转移可释放的光刻胶近场接触式光刻技术、深硅刻蚀工艺、干法去胶工艺等，实现大面积跨尺度超透镜快速低成本制备。该专利技术不仅利用力学性能优异的可
2、本专利技术采用的技术方案为一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，该方法的实施流程包括：
3、步骤一：衬底清洗；将衬底用去离子水超声清洗5分钟，并用氮气吹干。
4、步骤二：一次涂胶；采用旋转涂胶法，得到力学性能优异的近零黏附的负性光刻胶膜。
5、步骤三：一次前烘；一次涂胶完成后，将负性光刻胶膜放到热板上80℃加热1-3min，缓慢去除胶层内的多余溶剂。
6、步骤四：一次曝光；使用紫外光刻机将负性光刻胶膜一次性全面曝光60-80s，使其不影响后续二次光刻胶显影等步骤。
7、步骤五：二次涂胶；采用旋转涂胶法，得到均匀分布无缺陷的抗刻蚀性高的光刻胶。
8、步骤六：二次前烘；二次涂胶完成后，将光刻胶放到热板上90-100℃加热1-3min，缓慢去除胶层内的多余溶剂。
9、步骤七：转移；将柔性印章缓慢地完美共形贴合至双层光刻胶表面，并从衬底上将双层光刻胶无损剥离。
10、步骤八：二次曝光；将柔性印章及双层光刻胶在辊压机的压力下无气泡地共形贴合硬质母掩模版，并使用紫外光刻机曝光2-10s。
11、步骤九：释放；在80℃的热板上将双层光刻胶无损地释放至硅片上。
12、步骤十：显影；采用浸没式显影，将释放至硅片上的光刻胶在显影液中显影8-15s。
13、步骤十一：深硅刻蚀；通过深硅干法刻蚀设备，实现硅片具体高度的刻蚀。
14、步骤十二：干法去胶；采用去胶设备实现光刻胶的干法去除，得到大面积跨尺度超透镜。
15、优选地，步骤一中的衬底包括硅片、二氧化硅的至少一种。
16、优选地，步骤二中的负性光刻胶为水性聚乙烯醇系列光刻。
17、优选地，步骤五中的抗刻蚀性高的光刻胶包括az系列光刻胶、瑞红光刻胶的至少一种。
18、优选地，步骤六中的前烘温度和时间包括90℃,1min 30s(az系列光刻胶前烘参数)、100℃,1min(瑞红光刻胶前烘参数)。
19、优选地，步骤七中的柔性印章包括聚二甲基硅氧烷(pdms)薄膜、聚氨酯(tpu)薄膜、热释放胶带的至少一种。
20、优选地，步骤八中的曝光时间包括4-10s(az系列光刻胶曝光时间)、6-10s(瑞红光刻胶曝光时间)。
21、优选地，步骤十中的显影液包括az显影液、氢氧化钠水溶液(瑞红光刻胶显影液)。
22、优选地，步骤十一中的深硅刻蚀设备包括hse、icp的至少一种。
23、优选地，步骤十二中的去胶设备为微波去胶机。
24、与现有技术相比较，本方法能够借助可转移的光刻胶实现完美的接触式曝光，可轻易达到近红外超透镜的结构精度。基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法不仅解决超透镜制备工艺复杂、效率低、高成本等问题；且为大面积非周期性海量微纳结构高效低成本制备提供了一种潜在的解决方案。
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1.一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，该方法的实施流程包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤一中的衬底包括硅片、二氧化硅的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤二中的负性光刻胶为水性聚乙烯醇系列光刻。
4.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤五中的抗刻蚀性高的光刻胶包括AZ系列光刻胶、瑞红光刻胶的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤六中的前烘温度和时间包括90℃,1min30s、100℃，1min。
6.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤七中的柔性印章包括聚二甲基硅氧烷薄膜、聚氨酯薄膜、热释放胶带的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤十中的显影液包括AZ显影液、氢氧化钠水溶液。
9.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤十一中的深硅刻蚀设备为HSE和ICP中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤十二中的去胶设备为微波去胶机。
...【技术特征摘要】
1.一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，该方法的实施流程包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤一中的衬底包括硅片、二氧化硅的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤二中的负性光刻胶为水性聚乙烯醇系列光刻。
4.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤五中的抗刻蚀性高的光刻胶包括az系列光刻胶、瑞红光刻胶的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于转印工艺的大面积跨尺度超透镜快速制备方法，其特征在于，步骤六中的前烘温度和时间包括90℃,1min30s、100℃，1min。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：段辉高，周宇，陈雷，樊夫，胡跃强，贾红辉，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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