[發(fā)明專利]激光干涉光刻技術(shù)制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010279175.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101980083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;王作斌;趙樂(lè);劉蘭嬌;徐佳;侯煜;翁占坤;宋正勛;胡貞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種基于激光干涉光刻技術(shù)制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的方法和系統(tǒng)。

技術(shù)背景

激光干涉光刻技術(shù)利用光的干涉特性，不同的曝光方法會(huì)產(chǎn)生不同孔徑、孔間間距的圖形。通過(guò)特定的光束組合方式，來(lái)調(diào)控干涉場(chǎng)內(nèi)的光強(qiáng)度分布，用調(diào)制后重新分布的激光能量燒蝕被加工材料表面，從而產(chǎn)生光刻圖形。干涉光刻技術(shù)不需要掩模和昂貴的光刻成像透鏡，從而提供了得到高分辨率、無(wú)限焦深、大面積光刻的可能性。特別適合光電探測(cè)器或場(chǎng)發(fā)射器電極陣列中的較大范圍內(nèi)周期性的超亞微米級(jí)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)圖形的產(chǎn)生。干涉光刻作為對(duì)現(xiàn)有光刻技術(shù)的補(bǔ)充，有很好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明采用激光干涉光刻技術(shù)制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)由激光器，擴(kuò)束器，分束器，反射鏡，偏振片及上述光學(xué)元器件裝置的夾持與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所組成，通過(guò)變換光學(xué)器件的相對(duì)擺放位置，改變照射到基片材料表面的相干光束的入射角，從而調(diào)整被加工材料表面的微細(xì)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的參數(shù)。該系統(tǒng)的光刻特征尺寸實(shí)現(xiàn)從幾納米到幾百微米可調(diào)。通過(guò)光學(xué)移相或機(jī)械位移樣品，重復(fù)曝光或多次曝光插補(bǔ)以實(shí)現(xiàn)高密度微納米過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。

目前的過(guò)濾膜以能夠截留原水顆粒的大小來(lái)分類(lèi)，膜孔從粗到細(xì)分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。制模的材料大體有纖維類(lèi)、合成樹(shù)脂類(lèi)和陶瓷類(lèi)三種。纖維類(lèi)的膜制備方法是用有機(jī)化合物和纖維素，在熔點(diǎn)以下的溫度拉伸、熱定型；陶瓷類(lèi)的膜主要是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等材料經(jīng)一些特殊的化學(xué)物理工藝制備而成的多孔非對(duì)稱膜。以上制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的方法都為直接利用化學(xué)和物理方法進(jìn)行制備，使得網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的參數(shù)可控性差、制造工藝復(fù)雜或成本很高。

有鑒于此，確有必要提供一種參數(shù)可控、能精確調(diào)整被加工材料表面微細(xì)結(jié)構(gòu)參數(shù)、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低的過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的制備方法及系統(tǒng)。

關(guān)于制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的技術(shù)參考：

1.楊福才.過(guò)濾膜的性能和對(duì)飲用水的應(yīng)用.公用科技.1998，14(4)，pp.33-35.

2.余祖軒.過(guò)濾膜的性能及其在飲用水處理中的應(yīng)用.山西建筑.2010，36(2)，pp.203-204.

3.李雙、田貴山.幾種陶瓷過(guò)濾材料的過(guò)濾機(jī)理研究.材料導(dǎo)報(bào).2009，23(14)，pp.513-516.

4.張??錦、馮伯儒、郭永康等.用于大面積周期性圖形制造的激光干涉光刻.光電工程，2001，28(6)，pp.20-23.

5.馮伯儒、張??錦、侯德勝等.用于高分辨大視場(chǎng)微光刻的全息照相技術(shù)研究.微細(xì)加工技術(shù)，2001，(1)，pp.1-7.

6.S.H.Zaidi?and?S.R.J.Brueck，“Interferometric?lithographyfor?nanoscale?fabrication”，SPIE，1999，3618，pp.2-8.

7.A.Fernandez，H.T.Nguyen?and?J.A.Britten，“Use?of?interferencelithography?to?pattern?arrays?of?submicron?resists?tructures?forfield?emission?flatpanel?displays”，Journal?of?Vacuum?Science&?Technology(B)，1997，15(3)，pp.729-735.

8.Z.Wang，J.Zhang，Z.Ji，M.Packianather，C.S.Peng，C.Tan，Y.K.Verevkin，S.M.Olaizola，T.Berthou?and?S.Tisserand，“Laser?interference?nanolithography”，Proc.ICMEN，2008，pp.929-936.

9.Z.Wang，“Development?of?lithography?technology?for?nanoscalestructuring?of?materials?using?laser?beam?interference”，MNTFuture?Vision，2008，pp.6.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有制作過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)方法和系統(tǒng)的不足而提出一種能精確控制微納結(jié)構(gòu)尺寸范圍、不破壞功能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、快速高效低成本的微納米過(guò)濾膜網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的制作方法和系統(tǒng)。