一种对光波导材料进行紫外光刻的方法及光波导制备方法技术

一种对光波导材料进行紫外光刻的方法及光波导制备方法，对光波导材料进行紫外光刻前先进行预曝光形成半固化的薄层，基于此的光波导制备方法包括：S1：在基板上制备下包层；S2：对下包层上制备芯层；S3：对芯层进行预曝光；S4：对预曝光后的芯层进行紫外光刻；S5：对光刻完成后的芯层进行显影，得到具有凸起结构的芯层；S6：在芯层上制备上包层。本发明专利技术解决了直接紫外光刻过程中的氧阻聚问题，无需在紫外光刻过程中提供氮气或其他惰性气体氛围，操作简单，制备效率高。制备效率高。制备效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种对光波导材料进行紫外光刻的方法及光波导制备方法


[0001]本专利技术属于光通信技术及微电子领域，具体涉及一种光波导的制备方法。

技术介绍

[0002]随着光纤通信网、数据中心、超级计算机的快速发展，作为核心组成部分的光互连技术，对传输带宽提升的需求越来越高，光互连逐步替代电互连以实现高密度、高速数据传输已经成为未来发展趋势。与光互连相比，高速电气互连存在信号延迟、衰减和串扰以及电损耗增加的固有不足，而光互连由于(并行光数据链路)、无电磁干扰、低功耗和低信号损耗等诸多优点在互连通信中受到广泛关注。聚合物材料由于成本低、柔韧性好、对各种基板的兼容性好等优点被广泛的应用于制备光波导。基于丙烯酸的光敏氟化聚合物具有良好的光学特性，尤其在1310nm及1550nm通信波段的材料吸收损耗相对较低。对于该材料常用的制备方法有软光刻以及反应离子刻蚀。对于软光刻，其制备过程包括制备母版、制备PDMS模具以及制备波导，该方法通常利用锋利的工具手动剥离PDMS模板，操作过程复杂且易破坏结构。对于反应离子刻蚀，其设备昂贵，刻蚀过程中侧壁粗糙度相对较大。而紫外光刻工艺相对于上述制备工艺相对简单，但该材料由于氧抑制的影响，无法在空气氛围下完成聚合反应，因此，在常规空气环境下无法紫外光刻制备该类材料光波导。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题：本专利技术提出一种改进的紫外光刻工艺，旨在解决氧阻聚问题，在空气氛围下基于紫外光刻实现光波导的制备，简化光波导的制备工艺。。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种对光波导材料进行紫外光刻的方法，首先对光波导胶进行预曝光，控制预曝光的强度和时间在光波导胶的表面形成半固化的薄层，然后再进行紫外光刻和显影。
[0006]预曝光处理为在氮气环境下对光波导胶进行大面积、低能量的紫外曝光。
[0007]一种基于紫外光刻的光波导制备方法，
[0008]S1：在基板上制备下包层；
[0009]S2：对下包层上制备芯层；
[0010]S3：对芯层进行预曝光；
[0011]S4：对预曝光后的芯层进行紫外光刻；
[0012]S5：对光刻完成后的芯层进行显影，得到具有凸起结构的芯层；
[0013]S6：在芯层上制备上包层。
[0014]S3中：预曝光处理过程为在氮气或其他惰性气体环境下进行大面积、低能量的紫外曝光，芯层表面在预曝光处理后是未完全固化的状态。
[0015]S4中：在芯层上加盖掩模进行紫外光刻。
[0016]上包层、芯层或下包层在成型后均在氮气或其他惰性气体环境下进行大面积紫外曝光
[0017]上包层、芯层或下包层的制备采用旋转涂敷、浸渍提拉或刮刀法等工艺实现。
[0018]还包括S7，整体进行热固化。
[0019]S1中：对基板进行清洗、烘烤和等离子处理后再制备下包层。
[0020]本申请的原理：通过对芯层进行大面积、低能量紫外曝光，使得聚合反应速率变慢，因而在芯层表面形成了一层高粘度的薄层，该层可阻挡光刻过程中氧气对聚合反应的影响，使光刻过程可以在空气中进行。
[0021]由于本专利技术采用了以上技术方案，具有以下有益结果：
[0022]本专利技术通过对光波导胶进行大面积预曝光处理，使紫外光刻过程可以在空气环境下进行，无需在紫外光刻过程中的提供氮气或其他惰性气体氛围，简化了制备过程，提升了制备效率。
附图说明
[0023]图1是本专利技术光波导制备方法的流程示意图。
[0024]图2是在基板上制备下包层和芯层的示意图。
[0025]图3是对芯层大面积预曝光的示意图。
[0026]图4是对芯层有掩模紫外光刻的示意图。
[0027]图5是对芯层显影的示意图。
[0028]图6是在芯层表面制备上包层的示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]实施例1：一种对光波导材料进行紫外光刻的方法，首先对光波导胶进行预曝光，控制预曝光的强度和时间在光波导胶的表面形成半固化的薄层，然后再进行紫外光刻和显影。
[0031]预曝光处理为在氮气环境下对光波导胶进行大面积、低能量的紫外曝光，可根据光波导胶的厚度选择合适的紫外光固化能量及预曝光时间，预曝光整个过程需要在氮气或其他惰性气体氛围中进行。
[0032]实施例2：
[0033]一种基于紫外光刻的光波导制备方法，其过程包括以下步骤：
[0034]步骤1：在基板上制备下包层，并曝光；
[0035]步骤2：在下包层表面上制备芯层；
[0036]步骤3：对芯层进行预曝光；
[0037]步骤4：对预曝光后的芯层进行紫外光刻；
[0038]步骤5：对光刻完成的芯层进行显影；
[0039]步骤6：在芯层表面上制备上包层，并曝光。
[0040]所述步骤1，基板可以采用印刷电路板的基板、玻璃基板、硅基板等材料，在基板上制备下包层，后在氮气或其他惰性气体环境下对下包层进行大面积紫外曝光，紫外固化下包层；聚合物下包层制备可以采用旋转涂敷、浸渍提拉、刮刀法等工艺实现。
[0041]所述步骤2，在下包层表面制备芯层，芯层制备可以采用旋转涂敷、浸渍提拉、刮刀法等工艺实现。
[0042]所述步骤3，对芯层的预曝光处理为在氮气环境下对芯层进行大面积、低能量的紫外曝光，可根据所述的芯层的厚度，在选择合适的紫外光固化能量及预曝光时间，预曝光整个过程需要在氮气或其他惰性气体氛围中进行。
[0043]所述步骤4，光刻过程在常规空气氛围中进行，可以利用有掩模的光刻机或无掩模的光刻机等光刻设备，光波导芯的宽度主要由掩模板设计的线条宽度决定。
[0044]所述步骤6，在芯层表面制备上包层，后在氮气或其他惰性气体环境下对芯层进行大面积紫外曝光，紫外固化上包层；上包层制备可以采用旋转涂敷、浸渍提拉、刮刀法等工艺实现；最后，对所制备光波导进行热固化。
[0045]实施例3：
[0046]如图1，步骤S101和S102，在基板上制备下包层和芯层。
[0047]在本实施例中，在洁净的印刷电路板的基板FR
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4板上制备下包层，如图2所示。FR
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4基板1的清洗过程如下，首先依次在热丙酮与热酒精中清洗，清洗过程中，为防止破坏基板表面，用棉球进行擦拭，然后放入去离子水中超声清洗，最后用氮气吹干，置于加热平台上以120℃烘烤10min。制备下包层2之前，对基板进行等离子处理。后在等离子处理后的FR
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4板1上制备下包层2，对下包层2在氮气环境下对其进行大面积紫外曝光，固化下包层2。随后在下包层上制备芯层3。
[0048]在本实施例中可以采用旋转涂敷的方式制备下包层和芯层，下包层和芯层的厚度可以通过旋涂速度进行控制。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对光波导材料进行紫外光刻的方法，其特征在于：对光波导胶进行预曝光，控制预曝光的强度和时间在光波导胶的表面形成半固化的薄层，然后再进行紫外光刻和显影。2.根据权利要求1所述对光波导材料进行紫外光刻的方法，其特征在于：预曝光处理为在氮气环境下对光波导胶进行大面积、低能量的紫外曝光。3.一种在基于紫外光刻的光波导制备方法，其特征在于包括：S1：在基板上制备下包层；S2：对下包层上制备芯层；S3：对芯层进行预曝光；S4：对预曝光后的芯层进行紫外光刻；S5：对光刻完成后的芯层进行显影，得到具有凸起结构的芯层；S6：在芯层上制备上包层。4.根据权利要求3所述基于紫外光刻的光波导制备方法，其特征在于S3中：预曝光处理过程为在氮气或其他惰性气体环境下进行大面积、低能量的紫外曝光，芯层表面在预曝光处理后是未完全固化的状态。5.根据权利要求4所述基于紫外光刻的光波导制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞拂飞，卢晓，魏伟，徐星雨，王廷云，魏鹤鸣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：