[發(fā)明專利]一種微納米散斑制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210501039.2
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102981360A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝惠民;吳丹;唐敏錦
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;B81C1/00;G01B11/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光測力學(xué)、變形測量領(lǐng)域，具體涉及一種微納米散斑制作方法。

背景技術(shù)

隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，微納米器件和結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)和可靠性評估要求變形測量尺度達(dá)到了微納米量級。微區(qū)域的變形測量對于變形測量載體的尺度提出了更高的要求。

散斑是數(shù)字圖像相關(guān)變形測量領(lǐng)域最基本的元素，物體表面變形散斑圖的優(yōu)劣直接影響了變形測量的精度。常規(guī)的散斑制作方法是直接在被測物表面噴漆，這種方法簡單，易行，散斑質(zhì)量較高。但是在特定情況下，這種散斑制備方法，已然不適用。如在被測試件的環(huán)境溫度達(dá)到200℃后，試件表面的斑容易被氧化影響測量的精度。另一種情況是，當(dāng)被測量研究的區(qū)域較小時(shí)，這種制斑方法也由于存在液滴效應(yīng)不能達(dá)到所需要的尺度。S?A?Collette等（S?A?Collette,M?A?Sutton,P?Miney等，Nanotechnology15(2004)1812-1817）采用商用的直徑200nm的多孔過濾鋁膜鍍金膜，進(jìn)一步壓印熔融的熱塑性膠，熱塑性膠固化后溶解掉過濾鋁膜，得到聚合物表面納米多孔結(jié)構(gòu)，這種方法的缺點(diǎn)在于是利用現(xiàn)有的多孔結(jié)構(gòu)作為散斑，散斑質(zhì)量不可控。其次是該方法存在一定的局限性，只適用于熱塑性良好的膠。申請專利201110284419.0提出一種用甩膠機(jī)把環(huán)氧固化劑和微納米粉末混合液均勻涂覆在試件表面的制斑方法，這種方法簡單，容易實(shí)施，缺點(diǎn)是覆蓋在試件表面的環(huán)氧層必然影響測量區(qū)域的變形，尤其是微區(qū)域的變形，這種影響更加不能忽略。申請專利201010138837.4采用聚焦離子束技術(shù)直接在試件表面進(jìn)行散斑刻蝕，得到微尺度區(qū)域的散斑圖。這種方法直接，但是效率低，成本過高。申請專利200810101918.X提出一種制作高溫微米散斑的方法，通過電子束曝光試件表面鍍的高溫膜直接得到高溫散斑，雖然這種方法對散斑的質(zhì)量可控，缺點(diǎn)是不適合推廣，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種具有質(zhì)量可控、成本較低的微納米散斑制作方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微納米散斑制作方法，包括：A.利用計(jì)算機(jī)軟件生成優(yōu)化散斑圖；B.對硅片或石英片進(jìn)行切割、清洗、烘干、涂覆抗蝕劑的預(yù)處理；C.按照所述優(yōu)化散斑圖，對所述硅片或石英片進(jìn)行電子束曝光；D.對曝光后的所述硅片或石英片進(jìn)行顯影、刻蝕、去除殘留抗蝕劑、清洗的后處理，得到表面帶有所述優(yōu)化散斑圖的散斑壓印模板；E.對試件進(jìn)行清洗，涂覆熱塑性膠；F.將散斑壓印模板與所述試件緊密貼合，置于熱壓印箱平臺進(jìn)行熱壓??；以及G.脫模，對熱壓印后的所述試件進(jìn)行刻蝕和去除殘留熱塑性膠，得到表面具有散斑圖的試件。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述微納米散斑的直徑為50nm-1μm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述熱壓印的持續(xù)時(shí)間為5-10min。

本發(fā)明利用電子束曝光技術(shù)得到硅或者石英模板上的散斑圖后，利用模板在試件表面進(jìn)行壓印，得到表面具有散斑的試件。本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）散斑壓印模板可反復(fù)使用，同時(shí)模板上的散斑圖經(jīng)過優(yōu)化，可進(jìn)行大量復(fù)制。

（2）在硅片或石英片的表面進(jìn)行電子束曝光的技術(shù)比較成熟并且成本低，可避免直接在試件表面用電子束曝光費(fèi)用過高的缺點(diǎn)。

（3）如果試件表面屬于高溫材料，對試件表面進(jìn)行壓印和刻蝕，還可制作高溫散斑。而高溫散斑是現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，故本發(fā)明的方法具有更廣泛的應(yīng)用。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的微納米散斑制作方法的流程圖。

圖2為計(jì)算機(jī)模擬的優(yōu)化散斑圖。

圖3為用于電子束曝光機(jī)的二值化的優(yōu)化散斑圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。