CN104459854A

CN104459854A - 金属光栅的制备方法

Info

Publication number: CN104459854A
Application number: CN201310429908.XA
Authority: CN
Inventors: 朱振东; 李群庆; 张立辉; 陈墨; 范守善
Original assignee: Tsinghua University; Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Tsinghua University; Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-09-22
Also published as: US20150087141A1; TWI505336B; US9239413B2; TW201513184A; CN104459854B

Abstract

本发明涉及一种金属光栅的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底；在所述基底的表面设置一金属层；在所述金属层远离基底的表面设置一图形化的掩模层，该图形化的掩模层覆盖所述金属层表面的部分区域，并暴露所述金属层表面的其余区域；用物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体同时刻蚀所述金属层，使所述金属层的表面形成多个第三凹槽；以及去除所述图形化的掩模层。

Description

金属光栅的制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属光栅的制备方法，尤其涉及一种矩形金属光栅的制备方法。

背景技术

金、银等金属光栅在很多领域具有重要的应用，比如纳米光学、生化传感器、超高分辨成像的精密光学仪器、表面等离子学和表面等离子激元光刻等。

现有金属光栅多是通过剥离（Lift-off）工艺或电化学或干法刻蚀等方法制备的，然而，这些方法或因为引入化学试剂导致金属光栅的结构及性质不理想，或很难实现特定形貌及非常小的纳米结构，或容易引起金、银等金属发生物理性质不稳定。因此，利用上述方法制备具有一定微结构的金、银等亚波长金属光栅具有很大的挑战性。

亚波长金属光栅是一种其特征尺寸小于或等于其工作波长的金属光栅。亚波长金属光栅一般需要具有矩形等规则形状的微结构，然而，受限于现有工艺，导致这些金属光栅的微结构容易出现规整度差，表面粗糙度大，深宽比较低等缺陷。其原因是：若用铬金属做掩模，利用氩气等物理性刻蚀气体对金属进行物理轰击，由于铬金属掩模也会被所述物理性刻蚀气体刻蚀，因此，所得到的金属光栅的深宽比有限，其次，金、银等金属的物化性质在刻蚀过程中也会发生改变。若用普通光刻胶做掩模，虽然可以得到深宽比较高的金属光栅，但由于光刻胶的粘性及金属在刻蚀的过程中的侧向沉积，导致金属光栅的面型不易控制，容易出现“泛边”现象，即，金属光栅的微结构规整度差、表面粗糙度大，难以保证金属光栅的微结构具有一规则的形状，如矩形。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种亚波长金属光栅的制备方法，利用该制备方法所制备的亚波长金属光栅具有较高的深宽比，且该金属光栅中的微结构具有较高的规整度和较小的表面粗糙度。

一种金属光栅的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1，提供一基底；

步骤S2，在所述基底的表面设置一金属层；

步骤S3，在所述金属层远离基底的表面设置一图形化的掩模层，该图形化的掩模层覆盖所述金属层表面的部分区域，并暴露所述金属层表面的其余区域；

步骤S4，用物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体同时刻蚀所述金属层的暴露区域，使所述金属层的表面形成多个第三凹槽；以及

步骤S5，去除所述图形化的掩模层。

进一步地，步骤S3中，所述图形化的掩模层包括层叠设置的第一掩模层和第二掩模层，

与现有技术相比，本发明所提供的金属光栅的制备方法中，采用反应性刻蚀气体和物理性刻蚀气体同时对金属层进行刻蚀或轰击，可在金属光栅上形成结构规整且粗糙度小的矩形微结构，且金属光栅的栅高较高，可在200纳米以上，其深宽比可在4:1以上。另外，金属层与第二掩模层之间形成有第一掩模层，在对第一掩模层刻蚀过程，所述第二掩模层对第一掩模层起到有效的保护作用，可减少第一掩模层的纳米图案的失真，保证第一掩模层的纳米图案的分辨率和保真度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的制备金属光栅的工艺流程图。

图2为本发明实施例制备图形化的掩模层的工艺流程图。

图3为本发明实施例制备的金属光栅的扫描电镜照片。

图4为金属光栅的立体结构示意图。

图5为金属光栅的另一立体结构示意图。

主要元件符号说明

基底	10
		金属层	12
第三凸部	120
		第三凹槽	122
图形化的掩模层	14
		第一掩模层	142
第二掩模层	144
		第二凸部	1442
第二凹槽	1444
		模板	18
第一凸部	182
		第一凹槽	184

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的金属光栅的制备方法作进一步的详细说明。

请参见图1，本发明提供一种金属光栅的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1，提供一基底10；

步骤S2，在所述基底10的表面设置一金属层12；

步骤S3，在所述金属层12远离基底10的表面设置一图形化的掩模层14，该图形化的掩模层14覆盖所述金属层12表面的部分区域，并暴露所述金属层12表面的其余区域；

步骤S4，用物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体同时刻蚀所述金属层12表面的其余区域，使所述金属层12的表面形成多个第三凹槽122；以及

步骤S5，去除所述图形化的掩模层14。

在步骤S1中，所述基底10为一具有光滑表面的绝缘基底或半导体基底。具体地，所述基底10的材料可以为氮化镓、砷化镓、蓝宝石、氧化铝、氧化镁、硅、二氧化硅、氮化硅、石英或玻璃等。进一步地，所述基底10的材料也可以为掺杂的半导体材料，如P型氮化镓、N型氮化镓等。所述基底10的大小、厚度和形状不限，可以根据实际需要进行选择。

进一步地，在保证所述基底10的表面粗糙度及后续步骤要求的情况下，可对该基底10可进行亲水处理，以改善所述基底10表面的亲水性。当所述基底10的材料为氮化镓时，所述亲水处理的方法包括以下步骤：首先，清洗所述基底10，清洗时采用超净间标准工艺清洗。然后，采用微波等离子体处理上述基底10。具体地，可将所述基底10放置于微波等离子体系统中，该微波等离子体系统的一感应功率源可产生氧等离子体、氯等离子体或氩等离子体。等离子体以较低的离子能量从产生区域扩散并漂移至所述基底10的表面，进而改善该基底10的亲水性。

本实施例中，所述基底10的材料为二氧化硅，所述亲水处理包括以下步骤：首先，清洗所述基底10，清洗时采用超净间标准工艺清洗。然后，在温度为30℃~100℃，体积比为NH₃(H₂O:H₂O₂:H₂O＝x:y:z的溶液中温浴30分钟~60分钟，进行亲水处理，之后用去离子水冲洗2次~3次。其中，x的取值为0.2~2，y的取值为0.2~2，z的取值为1~20。最后，用氮气吹干。

在步骤S2中，所述金属层12可通过电子束蒸发、离子束溅射等方法沉积在所述基底10的表面。所述金属层12的材料为具有表面等离子激元的金属，比如，金、银等贵金属，以及铜或铝等。所述金属层12的厚度可根据金属光栅预先设计的深宽比进行选择。优选地，所述金属层12的厚度为50纳米~250纳米。当所述金属层12的厚度为50纳米~250纳米时，可制备获得具有较高深宽比且具有规整微结构的亚波长金属光栅。本实施例中，所述金属层12为一金膜，该金膜的厚度为220纳米。

在步骤S3中，该图形化的掩模层14包括第一掩模层142和第二掩模层144，所述第一掩模层142及第二掩模层144依次层叠设置于所述金属层12远离基底10的表面，所述第一掩模层142位于所述第二掩模层144与所述金属层12之间，所述第二掩模层144覆盖所述第一掩模层142。优选地，所述第二掩模层144与所述第一掩模层142重合设置。所述第一掩模层142选用普通的光刻胶，如：ZEP520、PMMA（Polymethylmethacrylate）、PS（Polystyrene）、SAL601或ARZ720等。所述第一掩模层142的厚度为50纳米~200纳米。所述第二掩模层144应具有可在室温下压印、结构稳定性好以及压印分辨率可达到10nm以下的高分辨率等特性，具体地，所述第二掩模层144的材料可为HSQ、SOG（Silicon on glass）或其他有机硅类低聚物等。所述第二掩模层144的厚度为100纳米~220纳米，优选为100纳米~150纳米。所述第一掩模层142及第二掩模层144可通过在所述金属层12远离基底10的表面沉积然后烘干的方式形成，也可以采用丝网印刷的方法形成。由于所述第二掩模层144易于机械压印，因此可确保后续刻蚀第一掩模层142中形成的纳米图形的精度，进而可确保所述整个图形化的掩模层14的精确度，并进一步提高后续对所述金属层12刻蚀的精度，保证刻蚀形成的金属光栅结构的精确度。本实施例中，所述第一掩模层142的材料为ZEP520，第二掩模层144的材料为HSQ。

所述图形化的掩模层14包括多个间隔设置的条带形凸部或方格形凸部以及位于所述多个凸部之间从厚度方向贯穿的间隙。所述图形化的掩模层14可以为正型掩模层，也可以为负型掩模层。本实施例中，所述图形化的掩模层14为一正型掩模层，其包括多个相互平行且间隔设置的条带形凸部以及位于该多个条带型凸部间的条带型间隙。所述图形化的掩模层14中图案的周期为100纳米~400纳米，具体地，所述条带形凸部的的宽度和间隙的宽度均在50纳米~200纳米之间，优选地，本实施例中，所述条带形凸部的宽度为100纳米，所述间隙的宽度为100纳米。

请参见图2，所述图形化的掩模层14的制备可通过纳米压印及刻蚀的方法完成，具体包括以下步骤：

步骤S31，在所述金属层12远离基底10的表面依次形成完整的第一掩模层142和完整的第二掩模层144。

本实施例中，所述完整的第一掩模层142的制备方法包括以下步骤：首先，在所述金属层12远离基底10的表面旋涂光刻胶ZEP520，旋涂转速为500转/分钟~6000转/分钟，时间为0.5分钟~1.5分钟。其次，在140℃~180℃温度下烘烤3分钟~5分钟，从而在所述金属层12远离基底10的表面形成一完整的第一掩模层142。该完整的第一掩模层142的厚度为50纳米~200纳米。

所述完整的第二掩模层144的制备方法包括以下步骤：首先，在所述完整的第一掩模层142的表面旋涂所述抗蚀剂HSQ，旋涂转速为2500转/分钟~7000转/分钟，旋涂时间为0.5分钟~2分钟，该抗蚀剂HSQ的旋涂在高压下进行。其次，固化所述抗蚀剂HSQ，形成所述完整的第二掩模层144。该完整的第二掩模层144的厚度为100纳米~220纳米，优选为100纳米~150纳米。

步骤S32，提供一表面具有纳米图案的模板18。

该模板18的纳米图案与所述图形化的掩模层14的图案正好互补。该模板18可以为负型模板，也可以为正型模板。本实施例中，该模板18为一负型模板。该模板18的纳米图案为多个间隔设置的第一凸部182以及相邻第一凸部182之间的第一凹槽184。其中，所述第一凸部182可为条带形凸部或方格形凸部。

所述模板18的材料可为硬性材料，如镍、硅、二氧化硅等。该模板18的材料也可为柔性材料，如PET、PMMA、PS、PDMS等。本实施例中，该模板18的材料为二氧化硅。

本实施例中，所述多个第一凸部182为平行且间隔设置的多个条带形凸部，相邻的条带形凸部之间形成所述条带形的第一凹槽184。优选地，所述条带形凸部的两端沿同一方向分别延伸至所述模板18相对的两边缘。所述条带形凸部及所述第一凹槽184的宽度可相等或不相等。所述纳米图案的周期为100～400纳米，具体地，所述条带形凸部的宽度为50纳米~200纳米，所述第一凹槽184的宽度为50纳米~200纳米。所述条带形凸部的高度大于所述第二掩膜层144的厚度，为150纳米~250纳米。本实施例中，所述条带形凸部的宽度为100纳米，所述第一凹槽184的宽度也为100纳米，所述条带形凸部的高度为200纳米。

步骤S33，将所述模板18具有纳米图案的表面与所述完整的第二掩模层144贴合，并在常温下挤压所述模板18与基底10后，脱模；使所述完整的第二掩模层144表面形成多个与所述第一凸部182相对应的第二凹槽1444以及与所述第一凹槽184相对应的第二凸部1442。

常温下通过所述模板18向基底10施加压力，使得所述模板18上的纳米图案转移到所述第二掩模层144。具体地，使所述模板18形成有纳米图案的表面与所述基底10上的第二掩模层144贴合，并在真空度为1×10^-1 mbar~1×10^-5 mbar，施加压力为2磅/平方英尺~100磅/平方英尺（Psi）的压印条件下，保持2分钟~30分钟，最后将所述模板18与基底10分离，从而该模板18表面的纳米图案复制到所述第二掩模层144。在所述第二掩模层144形成的纳米图案包括相互平行的多个条带形第二凸部1442，相邻的第二凸部1442之间形成一第二凹槽1444。所述第二掩模层144中第二凹槽1444的大小及形状与模板18中的第一凸部182相对应，所述第二掩模层144中第二凸部1442的大小及形状与模板18中的第一凹槽184相对应。在施加压力的过程中，与所述模板18对应位置处的第二掩模层144被所述模板18的第一凸部182压缩而变薄，在所述第二掩模层144中形成第二凹槽1444。所述第二凹槽1444底部位置处的第二掩模层144形成一薄层，贴附于所述第一掩模层142的表面。第二凹槽1444的深度在90纳米~210纳米之间。即所述第二凹槽1444的深度略小于所述第二掩模层144的厚度。

步骤S34，通过刻蚀去除位于所述第二凹槽1444底部对应位置的剩余的第二掩模层144，从而露出对应位置处的第一掩模层142。

所述第二凹槽1444底部对应位置的第二掩模层144可以通过等离子体刻蚀的方法去除，所述刻蚀气体可根据所述第二掩模层144的材料进行选择，以保证其具有较高的刻蚀速率。本实施例中，所述第二凹槽1444底部残留的第二掩模层144可以采用碳氟(CF₄)反应性等离子体刻蚀去除，以露出所述第一掩模层142。具体地，可将上述形成有纳米图案的结构放置于一反应性等离子体刻蚀系统中，该反应性等离子体刻蚀系统的一感应功率源产生CF₄等离子体，CF₄等离子体以较低的离子能量从产生区域扩散并漂移至所述基底10的第二掩模层144，此时该第二凹槽1444底部的第二掩模层144被所述CF₄等离子体刻蚀。CF₄等离子体系统的功率可为10瓦~150瓦，所述CF₄等离子体的通入速率可为2~100标况毫升每分 (standard-state cubic centimeter per minute，sccm)，形成的气压可为1帕~15帕，采用CF₄等离子体刻蚀时间可为2秒~4分钟。本实施例中，所述等离子体刻蚀的条件为：等离子体系统的功率为40W，等离子体的通入速率为26sccm，气压为2Pa，刻蚀时间为10秒。通过上述方法，所述第二凹槽1444底部的第二掩模层144被刻蚀掉，露出所述第一掩模层142，且所述第二掩模层144的第二凸部1442也同时被刻蚀变薄，但所述第二掩模层144纳米图案的完整形态依然保持完整。所述减薄的第二凸部1442的高度在100纳米~200纳米之间。

步骤S35，去除通过所述第二掩模层144的第二凹槽1444暴露的部分第一掩模层142，以露出部分所述金属层12。

所述第二凹槽1444底部相应位置的第一掩模层142可以在一氧等离子体系统中采用氧等离子体去除。所述氧等离子体系统的功率可为10瓦~150瓦，氧等离子体的通入速率可为2~100sccm，形成的气压可为0.5帕~15帕，采用氧等离子体刻蚀时间可为5秒~5分钟。本实施例中，所述等离子系统的功率为40W，等离子体的通入速率为40sccm，气压为2Pa，刻蚀时间为120秒。通过上述方法，所述第二凹槽1444底部相应位置的第一掩模层142被去除，露出部分所述金属层12。采用氧等离子体刻蚀所述第一掩模层142过程中，与所述第二凹槽1444对应的第一掩模层142被氧化而刻蚀掉，所述第二掩模层144对所述第一掩模层142中被所述第二凸部1442覆盖的部分区域起到良好的保护作用，进而在刻蚀过程中有效保持所述第一掩模层142的分辨率。通过刻蚀将所述第二掩模层144中的纳米图案复制到所述第一掩模层142中，从而使所述整个掩模层14图形化。所述“图形化”是指所述掩模层14的表面形成多个条带形或方格形凸部，以分散的形式覆盖所述金属层12的部分表面，相邻的凸部之间形成一凹槽，与凹槽对应区域的金属层12的表面暴露出来。可以理解，在刻蚀所述第一掩模层142的过程中，所述第二掩模层144中第二凸部1442也会被少量刻蚀，但其刻蚀速率远小于所述气体对第一掩模层142的刻蚀速率，因此，所述第二掩模层144能保持其纳米图案的完整性。

在步骤S4中，用物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体同时刻蚀所述暴露的金属层12，使所述金属层12的表面形成多个第三凹槽122的具体过程为：将步骤S3中得到的结构放置于一刻蚀系统中，利用刻蚀气体对所述金属层12进行刻蚀。在刻蚀的过程中，与所述图形化的掩模层14中的第二凹槽1444对应的部分金属层12被气体所刻蚀去除，从而在所述金属层12的表面形成第三凹槽122，而被所述图形化的掩模层14覆盖的部分金属层12形成第三凸部120。当位于所述第二凹槽1444对应位置处的金属层12被全部去除时，部分所述基底10被暴露出来，此时，所述第三凹槽122为一通槽；当位于所述第二凹槽1444对应位置处的金属层12被部分去除时，所述基底10仍旧被金属层12完全覆盖，此时，所述第三凹槽122为一盲槽。优选地，本实施例中，所述第三凹槽122为一通槽。当所述第三凹槽122为一通槽时，制备获得的金属光栅为一透射兼反射型光栅。

所述刻蚀气体为物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体的混合气体。所述物理性刻蚀气体为氩气或氦气等，所述反应性刻蚀气体为氧气或氯气等。所述物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体可根据金属层12的材料进行选择，以保证所述刻蚀气体对所述金属层12具有较高的刻蚀速率。比如，当金属层12的材料为金、铂或钯时，所述物理性刻蚀气体为氩气，所述反应性刻蚀气体为氧气。当金属层12的材料为铜时，所述物理性刻蚀气体为氦气，所述反应性刻蚀气体为氧气。当金属层12的材料为铝时，所述物理性刻蚀气体为氩气，所述反应性刻蚀气体为氯气。

在刻蚀所述金属层12的过程中，所述反应性刻蚀气体和物理性刻蚀气体同时作用于该金属层12上。

在所述刻蚀过程中，与掩模层14中的第二凹槽1444相对应的金属层12逐渐被刻蚀出第三凹槽122。另外，在刻蚀的过程中会脱落产生一些金属颗粒或粉末。如果没有反应性刻蚀气体的参与，这些金属颗粒或粉末会自下而上沿着所述第三凹槽122和掩模层14的侧壁堆积，从而形成“泛边”现象，还容易造成第三凹槽122侧壁的表面粗糙度大。本发明实施例中，由于所述第二掩模层144的材料会在所述反应性刻蚀气体的作用下发生固化而收缩，使所述金属颗粒或粉末不容易附着在在第二掩模层144上。同时，所述第一掩模层142能和所述反应性刻蚀气体会发生化学反应，使所述金属颗粒或粉末也不容易附着在该第一掩模层142上。此时，所述金属颗粒或粉末会沉积在金属层12所形成的第三凹槽122的底部，使该第三凹槽122内各个方向上的刻蚀速度梯度趋于平缓，即，所述金属颗粒或粉末在底部的堆积相当于相应减小了纵向刻蚀速度并增大了横向刻蚀速度。如此，所述第三凹槽122的侧壁沉积的多余的金属便可被逐渐刻蚀掉，最终形成结构规整且表面粗糙度小的第三凸部120。

在步骤S4中，所述刻蚀系统的参数为：所述物理性刻蚀气体的体积流量为20sccm（标况毫升每分）~80sccm，所述反应性离子刻蚀气体的体积流量为5sccm（标况毫升每分）~15sccm，所述刻蚀系统内的压强为10帕~50帕，所述刻蚀系统的功率为50瓦~150瓦，刻蚀时间可为5秒~5分钟。本实施例中，所述金属层12的材料为金，所述刻蚀气体为氩气和氧气的混合气体，其中，氩气的体积流量为48sccm，氧气的体积流量为10sccm，其形成的压强为26帕，所述刻蚀系统的功率为70瓦，刻蚀时间为50秒。

步骤4完成后，所述第三凹槽122的形状呈规整的矩形，其深度在150纳米至220纳米之间。所述第三凹槽122与第三凸部120的宽度分别与所述第二凹槽1444和第二凸部1442的宽度相同。即，所述第三凹槽122与第三凸部120的宽度均在50纳米至200纳米之间。所述金属层12在所述第三凹槽122底部对应位置的厚度为0至30纳米之间。

在步骤S5中，所述掩模层14可通过利用有机溶剂如四氢呋喃（THF）、丙酮、丁酮、环己烷、正己烷、甲醇或无水乙醇等无毒或低毒环保溶剂作为剥离剂，溶解所述掩模层14的方法去除，从而形成金属光栅。本实施例中，所述有机溶剂为丁酮，所述掩模层14溶解在所述丁酮中，从而与所述金属层12脱离。

去除所述掩模层14之后，在所述掩模层14的第二凸部1442对应位置露出多个第三凸部120，从而获得一完整的金属光栅。所述金属光栅设置于所述基底10上。如图3所示，所述金属光栅中的每一个第三凸部120均呈矩形，其表面粗糙度很小，而且每一个第三凸部120均为规整的矩形。所述金属光栅的周期为100纳米至400纳米之间，深宽比为4:1至1:1之间。

可以理解，所述第三凸部120可以是多个并排间隔延伸的条带形结构，如图4所示；也可以是多个间隔设置的方格形结构所形成的阵列，如图5所示。

相较于现有技术，本发明提供的金属光栅的制备方法具有以下优点：第一、采用反应性刻蚀气体和物理性刻蚀气体同时对金属层进行刻蚀，可在金属光栅上形成结构规整且表面粗糙度小的凸起结构；第二、利用该方法可制备获得栅高较高的金属光栅，如栅高超过200纳米且深宽比超过4:1的矩形金属光栅；第三、所述第二掩模层由抗蚀剂HSQ构成，其可以在室温下进行压印，该抗蚀剂HSQ在后续制造工艺形变较小，进而保证后续刻蚀的精度；第四、金属层与第二掩模层之间形成有第一掩模层，在对第一掩模层刻蚀过程，由抗蚀剂HSQ构成的第二掩模层对第一掩模层起到有效的保护作用，减少第一掩模层的纳米图案的失真，保证第一掩模层的纳米图案的分辨率和保真度；第五、本发明提供的金属光栅的制备方法简单，成本低，易于工业化生产。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种金属光栅的制备方法，其包括以下步骤：

提供一基底；

在所述基底的表面设置一金属层；

在所述金属层远离基底的表面设置一图形化的掩模层，所述图形化的掩模层覆盖所述金属层表面的部分区域，并暴露所述金属层表面的其余区域；

用物理性刻蚀气体和反应性刻蚀气体同时刻蚀所述金属层表面的其余区域，使所述金属层表面形成多个凹槽；

以及去除所述图形化的掩模层。

2.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述图形化的掩模层的制备包括以下步骤：

在所述金属层远离基底的表面依次形成完整的第一掩模层和完整的第二掩模层；

提供一表面具有纳米图案的模板；

将该模板具有纳米图案的表面与所述完整的第二掩模层贴合，并在常温下挤压所述模板与基底，并脱模，使所述纳米图案转移至所述第二掩模层，从而形成一图形化的第二掩模层；以及

通过刻蚀去除未被所述图形化的第二掩模层覆盖的部分第一掩模层，从而形成一图形化的第一掩模层。

3.如权利要求2所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述部分第一掩模层在一氧等离子体系统中采用氧等离子体去除，所述氧等离子体系统的功率为10瓦~150瓦，氧等离子体的通入速率为2~100sccm，形成的气压为0.5帕~15帕，刻蚀时间为5秒~5分钟。

4.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层的厚度为50纳米~250纳米。

5.如权利要求2所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述第一掩模层的材料为ZEP520、PMMA、PS、SAL601或ARZ720。

6.如权利要求2所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述第二掩模层的材料为HSQ、SOG或其他有机硅类低聚物。

7.如权利要求2所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述第一掩模层的厚度为50纳米~200纳米。

8.如权利要求2所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述第二掩模层的厚度为100纳米~220纳米。

9.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述物理性刻蚀气体为氩气或氦气。

10.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述反应性刻蚀气体为氧气或氯气。

11.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层为贵金属，铜或铝。

12.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料为金、铂或钯时，所述物理性刻蚀气体为氩气，所述反应性刻蚀气体为氧气。

13.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料为铜时，所述物理性刻蚀气体为氦气，所述反应性刻蚀气体为氧气。

14.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料为铝时，所述物理性刻蚀气体为氩气，所述反应性刻蚀气体为氯气。

15.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述物理性刻蚀气体的体积流量为20sccm~80sccm，所述反应性离子刻蚀气体的体积流量为5sccm~15sccm，其形成的压强为10帕~50帕，刻蚀功率为50瓦~150瓦，刻蚀时间为5秒~5分钟。

16.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述金属层的材料为金，所述物理性刻蚀气体为氩气，反应性离子刻蚀气体为氧气，氩气的体积流量为48sccm，氧气的体积流量为10sccm，其形成的压强为26帕，所述刻蚀系统的功率为70瓦，刻蚀时间为50秒。

17.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述图形化的掩模层包括多个间隔设置的条带形凸部或方格形凸部以及位于所述多个凸部之间且从厚度方向贯穿的间隙。

18.如权利要求1所述的金属光栅的制备方法，其特征在于，所述多个凹槽为通槽。