CN101726779A - 一种制作全息双闪耀光栅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制作全息双闪耀光栅的方法,其特征在于,包括下列步骤:(1)在光栅基片上涂布光刻胶;(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;(3)对于A光栅区的光栅掩模,通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,形成三角形的闪耀光栅槽形;清洗基片;(4)重新涂布光刻胶;(5)将B光栅区进行遮挡,利用已制备完成的A光栅区进行莫尔条纹对准,然后去除遮挡,进行第二次干涉光刻,制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;(6)通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形;(7)清洗基片,得到全息双闪耀光栅。本发明实现了全息双闪耀光栅的制作,能够精确地分别控制两个闪耀角。
Description
技术领域
本发明涉及一种衍射光学元件的制备方法,具体涉及一种全息双闪耀光栅的制备方法。
背景技术
光栅是一种应用非常广泛而重要的高分辨率的色散光学元件,在现代光学仪器中占有相当重要的地位。
众所周知,单个栅缝衍射主极大方向实际上既是光线的几何光学传播方向,也是整个多缝光栅的零级方向,它集中着光能,而又不能把各种波长分开,而实际应用中则偏重于将尽可能多的光能集中在某一特定的级次上。为此需要将衍射光栅刻制成具有经过计算确定的槽形,使单个栅槽衍射的主极大方向(或光线几何光学传播方向)与整个光栅预定的衍射级次方向一致,这样可使大部分光能量集中在预定的衍射级次上。从这个方向探测时,光谱的强度最大,这种现象称为闪耀(blaze),这种光栅称为闪耀光栅。闪耀使得光栅的衍射效率得到极大的提高。
闪耀光栅虽然有着很多的优点,但是在宽波段上,如从紫外到红外波段都想获得较高的衍射效率,还是很困难,为此,出现了全息双闪耀光栅产品,以实现宽波段内,均有较高的,均匀的衍射效率。全息双闪耀光栅由于具有宽波段的高效率优势,具有非常广阔的市场前景。
现有技术中,闪耀光栅的主要制作方法有以下几类:
A.机械刻划
机械刻划是用金刚石刻刀在金、铝等基底材料上刻划出光栅的方法,早期的闪耀光栅大多用该方法制作。然而,机械刻划光栅会产生鬼线,表面粗糙度及面形误差大,严重降低了衍射效率。
B.全息曝光显影
通过全息曝光显影在光刻胶上制作闪耀光栅的方法源于20世纪60-70年代。Sheriden发明了驻波法,通过调整基片与曝光干涉场之间的角度,在光刻胶内形成倾斜的潜像分布,显影后就能得到具有一定倾角的三角形光栅。Schmahl等人提出了Fourier合成法,把三角槽形分解为一系列正弦槽形的叠加,依次采用基波条纹、一次谐波条纹等进行多次曝光,经显影即可获得近似三角形的轮廓。然而,光刻胶闪耀光栅的槽形较差,闪耀角等参数无法精确控制,因此一直没有得到推广。
C.全息离子束刻蚀
离子束刻蚀是一种应用十分广泛的微细加工技术,它通过离子束对材料溅射作用达到去除材料和成形的目的,具有分辨率高、定向性好等优点。
全息离子束刻蚀闪耀光栅的一般制作工艺如附图1所示。首先在石英玻璃基底表面涂布光刻胶,经过全息曝光、显影、定影等处理后,基底上形成表面浮雕光刻胶光栅掩模,再以此为光栅掩膜,进行Ar离子束刻蚀。利用掩模对离子束的遮挡效果,使基底的不同位置先后被刻蚀,光刻胶光栅掩模刻尽后就能在基底材料上得到三角形槽形。离子束刻蚀闪耀光栅具有槽形好,闪耀角控制较精确,粗糙度低等优点,在工程中得到了广泛应用。
D.电子束直写
这种方法本质上是一种二元光学方法,将光栅闪耀面用若干个台阶近似,电子束以台阶宽度为步长进行扫描曝光,根据每个台阶高度选择合适的曝光剂量,显影后即可得到阶梯槽形。显然,台阶划分的越细,就越接近于理想的锯齿形。
然而,由于电子束直写是逐步扫描的,若要制作面积比较大的光栅,要花费很长的时间和很高的成本,此外由于目前电子束一次直写区域的尺寸通常不过几毫米,大面积加工时存在相邻区域间的接缝误差(Stitching error),其对衍射效率的影响还需要评估。因此该方法适合于为一些小型的原理性实验提供光栅。
当制作全息双闪耀光栅时,需要在相邻的区域形成两个不同闪耀角的光栅,并且这两个区域的光栅周期必须一致。
在上述方法中,机械刻划法通过变换刻刀、电子束直写法通过控制曝光的剂量,可以相对容易地实现双闪耀光栅结构。然而,正如前面所述,采用机械刻划法制作闪耀光栅时,会产生鬼线,表面粗糙度及面形误差大,而采用电子束直写法,制作时间长,成本高,不适用于大面积加工。而对于全息离子束刻蚀法,由于闪耀角是依赖光栅掩模槽形的,故在实现双闪耀光栅结构时存在较大的困难。
因此,有必要寻求一种新的制备全息双闪耀光栅的方法,解决上述问题。
发明内容
本发明目的是提供一种制作全息双闪耀光栅的方法,以精确地实现闪耀角的控制,提高其衍射效率。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种制作全息双闪耀光栅的方法,所述全息双闪耀光栅的两个闪耀角分别是A闪耀角和B闪耀角,双闪耀光栅分为两个区,对应A闪耀角的为A光栅区,对应B闪耀角的为B光栅区,制作方法包括下列步骤:
(1)在光栅基片上涂布光刻胶,光刻胶的厚度根据A闪耀角确定;
(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;
(3)遮挡B光栅区,对于A光栅区的光栅掩模,通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果,使基底材料的不同位置先后被刻蚀,形成三角形的闪耀光栅槽形;之后清洗基片,保留下已刻蚀完的闪耀光栅槽形;
此时,由于另一半(B光栅区)的光刻胶光栅掩模没有被刻蚀,故经过清洗,仍然是表面光滑的基片。
(4)在光栅基片上重新涂布光刻胶,光刻胶的厚度根据B闪耀角确定;
(5)将B光栅区进行遮挡,利用已制备完成的A光栅区,采用光学莫尔条纹法进行莫尔条纹对准,使得两次干涉光刻产生的光栅周期相一致,然后去除遮挡,进行第二次干涉光刻,制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;
(6)遮挡A光栅区,通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形;
(7)清洗基片,得到全息双闪耀光栅。
上述技术方案步骤(5)中,莫尔条纹对准的原理是:利用莫尔条纹的性质,即如果两个光栅之一移动,则等差条纹发生移动,当相对移动一个条纹的间距时,等差条纹就移动一个条纹间距。莫尔条纹的疏密(条纹间距d)与两光栅之间的夹角θ相对应,如附图2所示。
利用光学莫尔条纹来实现对准的过程如下:
a.利用A闪耀角闪耀光栅作为参考光栅。
b.到第二次干涉曝光时,先把整块基片装到曝光支架上,把第二次需要曝光部分用黑板进行遮挡,用原两束干涉光对A光栅照明,此时可以观察到参考光栅与记录光场之间形成的莫尔条纹,用CCD接收莫尔条纹的信息,根据零条纹产生时的两种情况,当零条纹最亮时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为零(即此时干涉光场条纹与第一次干涉条纹重合或平移Λ);当零条纹最暗时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为π。利用位相控制系统调节干涉光路,控制莫尔条纹的位相,使参考光栅再现的莫尔条纹信息为零条纹最亮。
c.将遮挡B光栅区的黑板撤掉,对B光栅区进行曝光,完成第二次干涉光刻。
在步骤(1)和(4)中光刻胶的厚度是与闪耀角相关的,在制作普通的闪耀光栅时,也需要进行确定。
一般地,闪耀角θs与光刻胶光栅掩模的槽形和离子束入射角有关。这里给出矩形光栅掩模时,闪耀角θs与槽形和离子束入射角的经验公式,θs≈α-3°。
参见附图3所示,由图3中的光栅掩模参数和离子束入射角θ,我们可以得到:
可见不同的闪耀角时,要求光刻胶光栅掩模参数也相应不同。当光栅周期Λ和占宽比a/Λ一定时,要获得不同的闪耀角,就需要改变光栅掩模的厚度d。本领域技术人员能够根据闪耀角确定光栅掩膜的厚度。
上述技术方案中,步骤(2)中通过干涉光刻所制作的光栅结构的周期(Λ)为0.45~3微米;占宽比为0.25~0.6。
步骤(5)中通过干涉光刻所制作的光栅结构的周期(Λ)为0.45~3微米;占宽比为0.25~0.6。
步骤(3)和(6)中的Ar离子束扫描刻蚀的工艺参数工为,离子能量380~520eV,离子束流70~110mA,加速电压250~300V,工作压强2.0×10-2Pa,刻蚀角度55°~80°。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
1.本发明采用两次干涉曝光、两次离子束刻蚀法,实现了全息双闪耀光栅的制作,该方法充分利用了干涉光刻的高分辨率和离子束刻蚀的各向异性,相比已有的制作方法,能够精确地分别控制两个闪耀角。
2.本发明利用光学莫尔条纹法进行莫尔条纹对准,保证了两个不同闪耀角的光栅区之间的光栅周期和取向的一致性。
附图说明
图1是采用全息离子束刻蚀制作闪耀光栅的工艺示意图;
图2是莫尔条纹与光栅间夹角关系的示意图;
图3是实施例一中光刻胶光栅掩模的槽形和离子束入射角的关系示意图;
图4是本发明实施例中采用的光学系统示意图;
图5是实施例二中光刻胶光栅掩模的槽形和离子束入射角的关系示意图;
图6是实施例三中光刻胶光栅掩模的槽形和离子束入射角的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例一:制作光栅周期为833纳米,两个闪耀角分别是10°和25°的全息双闪耀光栅的方法,采用两次干涉曝光、两次离子束刻蚀法实现,包括以下步骤:(矩形光刻胶光栅掩模)
(1)在石英基片上涂布光刻胶,根据需要制作的双闪耀光栅的要求,即光栅周期(Λ)为833纳米,两个闪耀角分别是10°和25°。根据闪耀角θs与槽形和离子束入射角的经验公式,θs≈α-3°。
采用矩形光刻胶光栅(参见附图3)为例,首先制作10°闪耀角(A闪耀角)光栅,一般地,占宽比f=a/Λ=0.5,由公式 可得光栅掩模的槽深(d)是96纳米。故这里涂布100纳米厚的光刻胶。
(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模,即光栅掩模的周期(Λ)为833纳米;占宽比(f)约为0.5,槽深(d)约为96纳米。
(3)对于整个光栅掩模的一半(A光栅区),通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果,使基底材料的不同位置先后被刻蚀,以形成三角形的闪耀光栅槽形;这里离子束倾斜角θ=90°-α=77°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量450eV,离子束流100mA,加速电压260V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。之后清洗基片,在A光栅区得到刻蚀完成的10°闪耀角闪耀光栅,基片的另一半(即B光栅区)由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是基片。
(4)根据另一个闪耀角(即B闪耀角),依照步骤(1)中的方法,确定25度闪耀角时,光栅掩模的槽深(d)是221纳米。故这里涂布230纳米厚的光刻胶。
(5)将B光栅区进行遮挡,利用已有的A光栅区,进行莫尔条纹对准,使得两次干涉曝光产生的光栅周期相一致,然后去除遮光,进行第二次干涉光刻(A光栅区可以不遮挡),制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模。即光栅掩模的周期(Λ)为833纳米;占宽比(f)约为0.5,槽深(d)约为221纳米。
(6)再通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形,这里离子束倾斜角θ=90°-α=62°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量450eV,离子束流100mA,加速电压260V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。
(7)清洗基片,在B光栅区得到刻蚀完成的25°闪耀角闪耀光栅,A光栅区由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是10°闪耀角闪耀光栅,故得到了全息双闪耀光栅。
参见附图4,为本实施例中采用的光学系统示意图。入射激光被分束镜10分为两束,分别由第一反射镜11和第二反射镜21反射,分别经第一透镜12和第二透镜22在被制作的石英基材13表面形成干涉条纹。石英基材13表面可以划分为A光栅区14和B光栅区15,A光栅区14在干涉光束的照射下形成莫尔条纹16,用于实现石英基材13的定位。其中,第一反射镜11被安装于微位移器件17上,由位相控制系统控制实现对光程差的调节,从而实现A光栅区与B光栅区之间位相差的调节。
本实施例中,利用参考光栅的光学莫尔条纹来实现A光栅区与B光栅区之间的对准过程如下:
a.利用A闪耀角闪耀光栅作为参考光栅。
b.到第二次干涉曝光时,我们先把整块基片装到曝光支架上,把第二次需要曝光部分用黑板进行遮挡,用原两束干涉光对A光栅照明,此时可以观察到参考光栅与记录光场之间形成的莫尔条纹,用CCD接收莫尔条纹的信息,根据零条纹产生时的两种情况,当零条纹最亮时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为零(即此时干涉光场条纹与第一次干涉条纹重合或平移Λ);当零条纹最暗时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为π。利用位相控制系统控制莫尔条纹的位相,使参考光栅再现的莫尔条纹信息为零条纹最亮。其中位相控制系统是通过控制图4中反射镜11的前后位置,实现光程调节,达到位相控制的目的。
c.将遮挡B光栅区的黑板撤掉,对B光栅区进行曝光,完成第二次干涉光刻。
实施例二:制作光栅周期为1000纳米,两个闪耀角分别是10°和25°的全息双闪耀光栅的方法,采用两次干涉曝光、两次离子束刻蚀法实现,包括以下步骤:(三角形光刻胶光栅掩模,参见附图5所示)
(1)在石英基片上涂布光刻胶,根据需要制作的双闪耀光栅的要求,即光栅周期(Λ)为1000纳米,两个闪耀角分别是10°和25°。根据闪耀角θs与槽形和离子束入射角的经验公式,θs≈α-3°。
采用三角形光刻胶光栅为例,首先制作10°闪耀角(A闪耀角)光栅,一般的占宽比f=a/Λ=0.5,由公式 可得光栅掩模的槽深(d)是173纳米。故这里涂布180纳米厚的光刻胶。
(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模,即光栅掩模的周期(Λ)为1000纳米;占宽比(f)约为0.5,槽深(d)约为173纳米。
(3)对于整个光栅掩模的一半(A光栅区),通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果,使基底材料的不同位置先后被刻蚀,以形成三角形的闪耀光栅槽形;这里离子束倾斜角θ=90°-α=77°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量500eV,离子束流90mA,加速电压260V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。之后清洗基片,在A光栅区得到刻蚀完成的10°闪耀角闪耀光栅,基片的另一半(即B光栅区)由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是基片。
(4)根据另一个闪耀角(即B闪耀角),依照步骤(1)中的方法,确定25°闪耀角时,光栅掩模的槽深(d)是398纳米。故这里涂布400纳米厚的光刻胶。
(5)将B光栅区进行遮挡,利用已有的A光栅区,进行莫尔条纹对准,使得两次干涉曝光产生的光栅周期相一致,然后去除遮光,进行第二次干涉光刻(A光栅区可以不遮挡),制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模。即光栅掩模的周期(Λ)为1000纳米;占宽比(f)约为0.5,槽深(d)约为398纳米。
(6)再通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形,这里离子束倾斜角θ=90°-α=62°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量500eV,离子束流90mA,加速电压260V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。
(7)清洗基片,在B光栅区得到刻蚀完成的25°闪耀角闪耀光栅,A光栅区由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是10°闪耀角闪耀光栅,故得到了全息双闪耀光栅。
参见附图4,为本实施例中采用的光学系统示意图。入射激光被分束镜10分为两束,分别由第一反射镜11和第二反射镜21反射,分别经第一透镜12和第二透镜22在被制作的石英基材13表面形成干涉条纹。石英基材13表面可以划分为A光栅区14和B光栅区15,A光栅区14在干涉光束的照射下形成莫尔条纹16,用于实现石英基材13的定位。其中,第一反射镜11被安装于微位移器件17上,由位相控制系统控制实现对光程差的调节,从而实现A光栅区与B光栅区之间位相差的调节。
本实施例中,利用参考光栅的光学莫尔条纹来实现A光栅区与B光栅区之间的对准过程如下:
a.利用A闪耀角闪耀光栅作为参考光栅。
b.到第二次干涉曝光时,我们先把整块基片装到曝光支架上,把第二次需要曝光部分用黑板进行遮挡,用原两束干涉光对A光栅照明,此时可以观察到参考光栅与记录光场之间形成的莫尔条纹,用CCD接收莫尔条纹的信息,根据零条纹产生时的两种情况,当零条纹最亮时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为零(即此时干涉光场条纹与第一次干涉条纹重合或平移Λ);当零条纹最暗时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为π。利用位相控制系统控制莫尔条纹的位相,使参考光栅再现的莫尔条纹信息为零条纹最亮。其中位相控制系统是通过控制图4中反射镜11的前后位置,实现光程调节,达到位相控制的目的。
c.将遮挡B光栅区的黑板撤掉,对B光栅区进行曝光,完成第二次干涉光刻。
实施例三:制作光栅周期为1000纳米,两个闪耀角分别是12度和25度的全息双闪耀光栅的方法,采用两次干涉曝光、两次离子束刻蚀法实现,包括以下步骤:(正弦形光刻胶光栅掩模,参见附图6所示)
(1)在石英基片上涂布光刻胶,根据需要制作的双闪耀光栅的要求,即光栅周期(Λ)为1000纳米,两个闪耀角分别是12°和25°。根据闪耀角θs与槽形和离子束入射角的经验公式,θs≈α-3°。
采用正弦形光刻胶光栅为例(光栅的轮廓如附图6所示),首先制作12°闪耀角(A闪耀角)光栅,该光栅的占宽比f=a/Λ=0.5,光栅的轮廓可以用方程y=-d×sin(2πx/Λ)来表示,图中所示的切线通过原点,且Λ/2<x0<(3/4)Λ。通过计算可得到 可得光栅掩模的槽深(d)是196纳米。故这里涂布200纳米厚的光刻胶。
(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模,即光栅掩模的周期(Λ)为1000纳米;占宽比(f)约为0.5,槽深(d)约为196纳米。
(3)对于整个光栅掩模的一半(A光栅区),通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果,使基底材料的不同位置先后被刻蚀,以形成三角形的闪耀光栅槽形;这里离子束倾斜角θ=90°-α=75°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量500eV,离子束流100mA,加速电压280V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。之后清洗基片,在A光栅区得到刻蚀完成的12°闪耀角闪耀光栅,基片的另一半(即B光栅区)由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是基片。
(4)根据另一个闪耀角(即B闪耀角),依照步骤(1)中的方法,确定25°闪耀角时,光栅掩模的槽深(d)是389纳米。故这里涂布400纳米厚的光刻胶。
(5)将B光栅区进行遮挡,利用已有的A光栅区,进行莫尔条纹对准,使得两次干涉曝光产生的光栅周期相一致,然后去除遮光,进行第二次干涉光刻(A光栅区可以不遮挡),制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模。即光栅掩模的周期(Λ)为1000纳米,槽深(d)约为389纳米。
(6)再通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形,这里离子束倾斜角θ=90°-α=62°,采用Ar离子束刻蚀,离子能量500eV,离子束流100mA,加速电压280V,工作压强2.0×10-2Pa;刻蚀时间以光刻胶恰好刻完为最佳。
(7)清洗基片,在B光栅区得到刻蚀完成的25°闪耀角闪耀光栅,A光栅区由于没有被刻蚀,故清洗后依然还是12°闪耀角闪耀光栅,故得到了全息双闪耀光栅。
参见附图4,为本实施例中采用的光学系统示意图。入射激光被分束镜10分为两束,分别由第一反射镜11和第二反射镜21反射,分别经第一透镜12和第二透镜22在被制作的石英基材13表面形成干涉条纹。石英基材13表面可以划分为A光栅区14和B光栅区15,A光栅区14在干涉光束的照射下形成莫尔条纹16,用于实现石英基材13的定位。其中,第一反射镜11被安装于微位移器件17上,由位相控制系统控制实现对光程差的调节,从而实现A光栅区与B光栅区之间位相差的调节。
本实施例中,利用参考光栅的光学莫尔条纹来实现A光栅区与B光栅区之间的对准过程如下:
a.利用A闪耀角闪耀光栅作为参考光栅。
b.到第二次干涉曝光时,我们先把整块基片装到曝光支架上,把第二次需要曝光部分用黑板进行遮挡,用原两束干涉光对A光栅照明,此时可以观察到参考光栅与记录光场之间形成的莫尔条纹,用CCD接收莫尔条纹的信息,根据零条纹产生时的两种情况,当零条纹最亮时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为零(即此时干涉光场条纹与第一次干涉条纹重合或平移Λ);当零条纹最暗时,此时干涉光场是与第一次记录时的干涉光场的位相差为π。利用位相控制系统控制莫尔条纹的位相,使参考光栅再现的莫尔条纹信息为零条纹最亮。其中位相控制系统是通过控制图4中反射镜11的前后位置,实现光程调节,达到位相控制的目的。
c.将遮挡B光栅区的黑板撤掉,对B光栅区进行曝光,完成第二次干涉光刻。
Claims (4)
1.一种制作全息双闪耀光栅的方法,所述全息双闪耀光栅的两个闪耀角分别是A闪耀角和B闪耀角,双闪耀光栅分为两个区,对应A闪耀角的为A光栅区,对应B闪耀角的为B光栅区,其特征在于,制作方法包括下列步骤:
(1)在光栅基片上涂布光刻胶,光刻胶的厚度根据A闪耀角确定;
(2)进行第一次干涉光刻,制作符合A闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;
(3)遮挡B光栅区,对于A光栅区的光栅掩模,通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果,使基底材料的不同位置先后被刻蚀,形成三角形的闪耀光栅槽形;之后清洗基片,保留下已刻蚀完的闪耀光栅槽形;
(4)在光栅基片上重新涂布光刻胶,光刻胶的厚度根据B闪耀角确定;
(5)将B光栅区进行遮挡,利用已制备完成的A光栅区,采用光学莫尔条纹法进行莫尔条纹对准,使得两次干涉光刻产生的光栅周期相一致,然后去除遮挡,进行第二次干涉光刻,制作符合B闪耀角要求的光刻胶光栅掩模;
(6)遮挡A光栅区,通过倾斜Ar离子束扫描刻蚀,将B光栅区刻蚀形成三角形的闪耀光栅槽形;
(7)清洗基片,得到全息双闪耀光栅。
2.根据权利要求1所述的制作全息双闪耀光栅的方法,其特征在于:步骤(2)中通过干涉光刻所制作的光栅结构的周期(Λ)为0.45~3微米;占宽比为0.25~0.6。
3.根据权利要求1所述的制作全息双闪耀光栅的方法,其特征在于:步骤(5)中通过干涉光刻所制作的光栅结构的周期(Λ)为0.45~3微米;占宽比为0.25~0.6。
4.根据权利要求1所述的制作全息双闪耀光栅的方法,其特征在于:步骤(3)和(6)中的Ar离子束扫描刻蚀的工艺参数工为,离子能量380~520eV,离子束流70~110mA,加速电压250~300V,工作压强2.0×10-2Pa,刻蚀角度55°~80°。
Priority Applications (1)
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