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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Gitter gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Gitters gemäß Patentanspruch 7.
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Optische Gitter sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise zur Monochromatisierung elektromagnetischer Strahlung genutzt. Blazegitter sind spezielle optische Gitter, bei denen ein großer Anteil der elektromagnetischen Strahlung in einer festgelegten Beugungsordnung konzentriert wird, und die dadurch eine hohe Effizienz aufweisen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optisches Gitter bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein optisches Gitter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Gitters anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
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Ein optisches Gitter weist eine periodische Struktur auf, die durch eine Überlagerung einer Blaze-Struktur und einer periodischen Modifikationsstruktur gebildet ist. Durch die Überlagerung der Blaze-Struktur mit der periodischen Modifikationsstruktur ergeben sich bei diesem optischen Gitter zusätzliche geometrische Parameter, die eine Optimierung des optischen Gitters ermöglichen. Die Überlagerung der Blaze-Struktur durch die periodische Modifikationsstruktur kann so ausgebildet sein, dass höhere Beugungsordnungen bei diesem optischen Gitter noch stärker unterdrückt sind als bei einem gewöhnlichen Blazegitter. Dadurch kann das optische Gitter vorteilhafterweise eine besonders hohe Effizienz aufweisen. Außerdem kann das optische Gitter dadurch geeignet sein, unerwünschte Wellenlängen, insbesondere höhere Ordnungen, zu unterdrücken.
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In einer Ausführungsform des optischen Gitters weisen die Blaze-Struktur und die Modifikationsstruktur dieselbe Periode auf. Dadurch wird erreicht, dass auch die periodische Struktur des optischen Gitters dieselbe Periode wie die Blaze-Struktur und die Modifikationsstruktur aufweist.
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In einer Ausführungsform des optischen Gitters ist dieses als Reflexionsgitter ausgebildet. Vorteilhafterweise kann das optische Gitter dadurch eine besonders hohe Effizienz aufweisen. Außerdem kann das optische Gitter dadurch geeignet sein, unerwünschte Wellenlängen, insbesondere höhere Ordnungen, zu unterdrücken.
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In einer Ausführungsform des optischen Gitters weist jedes Element der periodischen Struktur eine erste Facette und eine zweite Facette auf. Dabei ist zwischen der ersten Facette und der zweiten Facette eine Stufe ausgebildet. Vorteilhafterweise bilden das Verhältnis zwischen den Größen der ersten Facetten und der zweiten Facetten und die relative Anordnung der Facetten zueinander Parameter zur Optimierung der Unterdrückung unerwünschter Beugungsordnungen des optischen Gitters.
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In einer Ausführungsform des optischen Gitters sind die erste Facette und die zweite Facette parallel zueinander angeordnet. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine festgelegte Phasendifferenz zwischen an der ersten Facette und an der zweiten Facette reflektierter elektromagnetischer Strahlung.
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In einer Ausführungsform des optischen Gitters weist jedes Element der periodischen Struktur eine dritte Facette auf. Dabei ist zwischen der zweiten Facette und der dritten Facette jeweils eine weitere Stufe ausgebildet. Vorteilhafterweise ergeben sich daraus zusätzliche Parameter zur Optimierung der Beugungseigenschaften des optischen Gitters.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Gitters umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Substrats, zum Herstellen einer Blaze-Struktur an einer Oberseite des Substrats und zum Erzeugen einer periodischen Modifikationsstruktur, die der Blaze-Struktur an der Oberseite des Substrats überlagert ist. Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren die Herstellung eines optischen Gitters, das durch die der Blaze-Struktur überlagerte periodische Modifikationsstruktur gegenüber einem gewöhnlichen Blazegitter zusätzliche Parameter zur Optimierung der Beugungseigenschaften bietet. Damit ermöglicht das Verfahren die Herstellung eines optischen Gitters mit gegenüber einem gewöhnlichen Blazegitter verbesserter Effizienz. Außerdem kann das durch das Verfahren erhältliche optische Gitter geeignet sein, unerwünschte Wellenlängen, insbesondere höhere Ordnungen, zu unterdrücken. Das Verfahren ist dabei präzise und reproduzierbar durchführbar.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Herstellen der Blaze-Struktur Schritte zum Anordnen einer ersten Schicht eines Photolacks auf der Oberseite des Substrats, zum Erzeugen einer ersten periodischen Struktur in der ersten Schicht des Photolacks und zum Übertragen der ersten periodischen Struktur in das Substrat. Vorteilhafterweise nutzt das Verfahren dadurch eine etablierte und gut beherrschbare Methode zur Herstellung der Blaze-Struktur.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen der Modifikationsstruktur Schritte zum Anordnen einer zweiten Schicht eines Photolacks auf der Blaze-Struktur, zum Erzeugen einer zweiten periodischen Struktur in der zweiten Schicht des Photolacks und zum Übertragen der zweiten periodischen Struktur in das Substrat. Vorteilhafterweise erfolgt dadurch auch das Erzeugen der Modifikationsstruktur durch ein etabliertes und gut beherrschbares Verfahren.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die zweite periodische Struktur in der zweiten Schicht des Photolacks mit derselben Periode angelegt wie die Blaze-Struktur. Dadurch wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass die periodische Struktur des durch das Verfahren erhältlichen optischen Gitters dieselbe Periode aufweist wie die Blaze-Struktur.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anlegen der zweiten periodischen Struktur in der zweiten Schicht des Photolacks so, dass sich eine festgelegte Phasenbeziehung zwischen der Blaze-Struktur und der zweiten periodischen Struktur ergibt. Die Festlegung der Phasenbeziehung ermöglicht dabei eine Festlegung der Gestalt der periodischen Struktur des durch das Verfahren erhältlichen optischen Gitters. Dies ermöglicht eine Optimierung der periodischen Struktur des durch das Verfahren erhältlichen optischen Gitters.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen der ersten periodischen Struktur in der ersten Schicht des Photolacks und/oder das Erzeugen der zweiten periodischen Struktur in der zweiten Schicht des Photolacks eine Belichtung der Schicht des Photolacks durch eine stehende Welle. Vorteilhafterweise kann die erste periodische Struktur und/oder die zweite periodische Struktur dadurch mit sehr kleiner Periode und mit sehr hoher Genauigkeit in der ersten Schicht des Photolacks und/oder in der zweiten Schicht des Photolacks erzeugt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen der ersten periodischen Struktur in der ersten Schicht des Photolacks und/oder das Erzeugen der zweiten periodischen Struktur in der zweiten Schicht des Photolacks ein nasschemisches Herauslösen eines Teils eines belichteten Bereichs der Schicht des Photolacks. Vorteilhafterweise wird dadurch die Herstellung einer periodischen Struktur mit näherungsweise sägezahnförmigem Querschnitt ermöglicht.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Übertragen der ersten periodischen Struktur und/oder der zweiten periodischen Struktur in das Substrat durch ein Ätzverfahren. Vorteilhafterweise kann die erste periodische Struktur und/oder die zweite periodische Struktur dadurch mit hoher Genauigkeit in das Substrat übertragen werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Übertragen der ersten periodischen Struktur und/oder der zweiten periodischen Struktur in das Substrat durch Ionenstrahlätzen. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine hochgenaue Übertragung der periodischen Struktur in das Substrat.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
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1 eine geschnittene Seitenansicht eines ersten optischen Gitters;
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2 eine geschnittene Seitenansicht eines zur Herstellung des ersten optischen Gitters dienenden Substrats;
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3 eine geschnittene Seitenansicht des Substrats mit einer an einer Oberseite angeordneten ersten Schicht eines Photolacks;
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4 eine geschnittene Seitenansicht des Substrats und der ersten Schicht des Photolacks während einer Belichtung durch eine stehende Welle;
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5 das Substrat und die erste Schicht des Photolacks nach der Belichtung;
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6 eine in der ersten Schicht des Photolacks angelegte erste periodische Struktur;
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7 das Substrat mit einer an der Oberseite angelegten Blaze-Struktur;
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8 eine geschnittene Seitenansicht des Substrats mit einer an der Oberseite angeordneten zweiten Schicht eines Photolacks;
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9 das Substrat und die zweite Schicht des Photolacks nach einer Belichtung der zweiten Schicht des Photolacks;
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10 die zweite Schicht des Photolacks mit einer darin angelegten zweiten periodischen Struktur;
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11 eine geschnittene Seitenansicht des ersten optischen Gitters nach der Übertragung der zweiten periodischen Struktur in das Substrat; und
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12 eine geschnittene Seitenansicht eines zweiten optischen Gitters.
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1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils eines ersten optischen Gitters 100. Das erste optische Gitter 100 kann in einem Monochromator zur Monochromatisierung elektromagnetischer Strahlung verwendet werden. Das erste optische Gitter 100 kann beispielsweise zur Monochromatisierung elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem extrem-ultravioletten Spektralbereich vorgesehen sein.
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Das erste optische Gitter 100 ist als Reflexionsgitter ausgebildet. Es wäre allerdings auch möglich, das erste optische Gitter 100 als Transmissionsgitter auszubilden.
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Das erste optische Gitter 100 weist ein Substrat 110 mit einer Oberseite 111 auf. An der Oberseite 111 des Substrats 110 ist eine periodische Struktur 200 ausgebildet. Die periodische Struktur 200 weist in eine zur Substratebene parallele Richtung eine Periodizität mit einer Periodenlänge 201 auf. Die Periodenlänge 201 kann beispielsweise im Bereich zwischen 100 nm und 1 µm liegen. Beispielsweise kann die Periodenlänge 201 etwa 625 nm betragen.
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Entlang der periodischen Struktur 200 ändert sich die Höhe der Oberseite 111 des Substrats 110 in zur Ebene des Substrats 110 senkrechte Richtung periodisch. Dabei wird die periodische Struktur 200 durch eine Überlagerung einer periodischen Blaze-Struktur 210 und einer periodischen Modifikationsstruktur 220 gebildet. Die periodische Blaze-Struktur 210 und die periodische Modifikationsstruktur 220 weisen jeweils die Periodenlänge 201 auf. Dadurch wird jedes periodisch wiederkehrende Element 230 der periodischen Struktur 200 durch eine Überlagerung eines Elements der Blaze-Struktur 210 und eines Elements der periodischen Modifikationsstruktur 220 gebildet.
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Die Elemente der Blaze-Struktur 210 weisen jeweils einen im Wesentlichen dreieckigen und angenähert sägezahnförmigen Querschnitt auf. Diese Grundform ist bei den Elementen 230 der periodischen Struktur 200 durch die periodische Modifikationsstruktur 220 modifiziert. Gegenüber den Elementen der Blaze-Struktur 210 fehlt bei den Elementen 230 der periodischen Struktur 200 jeweils ein Teil an der Spitze des jeweiligen Elements der Blaze-Struktur 210.
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Jedes Element 230 der periodischen Struktur 200 weist eine erste Facette 240 und eine zweite Facette 250 auf. Dabei ist zwischen der ersten Facette 240 und der zweiten Facette 250 jeweils eine erste Stufe 270 ausgebildet. Im in 1 gezeigten Beispiel sind die erste Facette 240 und die zweite Facette 250 jedes Elements 230 parallel zueinander angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.
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Jede erste Facette 240 der periodischen Struktur 200 ist um einen ersten Blaze-Winkel 241 gegen die Ebene des Substrats 110 geneigt. Der erste Blaze-Winkel 241 kann beispielsweise etwa 3° betragen. Jede zweite Facette 250 der periodischen Struktur 200 ist um einen zweiten Blaze-Winkel 251 gegen die Ebene des Substrats 110 geneigt. Im dargestellten Beispiel, in dem die ersten Facetten 240 und die zweiten Facetten 250 parallel zueinander sind, weist der zweite Blaze-Winkel 251 dieselbe Größe auf wie der erste Blaze-Winkel 241. Der erste Blaze-Winkel 241 und der zweite Blaze-Winkel 251 könnten allerdings auch unterschiedliche Werte aufweisen.
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An der ersten Stufe 270 erstreckt sich eine erste rückwärtige Facette zwischen der ersten Facette 240 und der zweiten Facette 250. Die erste Facette 240 und die erste rückwärtige Facette schließen einen ersten Apex-Winkel 242 ein. Der erste Apex-Winkel 242 kann beispielsweise zwischen 150° und 160° betragen.
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An die zweite Facette 250 jedes Elements 230 der periodischen Struktur 200 schließt sich jeweils eine zweite rückwärtige Facette an, die die zweite Facette 250 des Elements 230 mit der ersten Facette 240 des jeweils nachfolgenden Elements 230 der periodischen Struktur 200 verbindet. Die zweite Facette 250 und die zweite rückwärtige Facette schließen einen zweiten Apex-Winkel 252 ein. Der zweite Apex-Winkel 252 kann beispielsweise ebenfalls zwischen 150° und 160° liegen. Der erste Apex-Winkel 242 und der zweite Apex-Winkel 252 können unterschiedliche Werte aufweisen.
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Die zweite Facette 250 jedes Elements 230 der periodischen Struktur 200 ist an der ersten Stufe 270 um eine erste Tiefe 271 gegen die erste Facette 240 zurückversetzt. Die erste Tiefe 271 ist dabei an der Position der ersten Stufe 270 und in zur ersten Facette 240 senkrechte Richtung bemessen. Die erste Tiefe 271 kann beispielsweise einen Wert zwischen 1 nm und 100 nm aufweisen.
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Die erste Facette 240 jedes Elements 230 der periodischen Struktur 200 weist eine parallel zur ersten Facette 240 bemessene erste Größe 243 auf. Die zweite Facette 250 jedes Elements 230 der periodischen Struktur 200 weist eine parallel zur zweiten Facette 250 bemessene zweite Größe 253 auf. Im in 1 gezeigten Beispiel sind die erste Größe 243 der ersten Facetten 240 und die zweite Größe 253 der zweiten Facetten 250 etwa gleich. Es ist aber möglich, die erste Größe 243 der ersten Facetten 240 größer als die zweite Größe 253 der zweiten Facetten 250 zu wählen oder umgekehrt.
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Das erste optische Gitter 100 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, unter einem großen Einfallswinkel mit elektromagnetischer Strahlung beleuchtet zu werden. Der Einfallswinkel kann beispielsweise mehr als 80° betragen, beispielsweise etwa 82,5°.
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Ein Teil der auf das erste optische Gitter 100 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung wird an den ersten Facetten 240 der Elemente 230 der periodischen Struktur 200 des ersten optischen Gitters 100 reflektiert. Ein weiterer Teil der auf das erste optische Gitter 100 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung wird an den zweiten Facetten 250 reflektiert. Zwischen den an der ersten Facette 240 eines Elements 230 reflektierten Wellen und den an der zweiten Facette 250 des jeweiligen Elements 230 reflektierten Wellen besteht ein Phasenunterschied, durch den eine Unterdrückung höherer Beugungsordnungen im durch das erste optische Gitter 100 reflektierten Licht erreicht werden kann. Die Wahl der Blaze-Winkel 241, 251, der Größen 243, 253 der Facetten 240, 250 und der ersten Tiefe 271 ermöglichen dabei eine Optimierung des ersten optischen Gitters 100 für einen konkreten Anwendungsfall.
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Anhand der 2 bis 11 wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung des ersten optischen Gitters 100 erläutert.
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Das Verfahren beginnt mit der Bereitstellung des Substrats 110. 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110. Die Oberseite 111 des Substrats 110 weist zu Beginn des Verfahrens noch keine Struktur auf und kann im Wesentlichen plan ausgebildet sein. Es sind aber auch komplexere optische Flächen wie beispielsweise Planzylinder möglich.
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3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 in einem der Darstellung der 2 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand. Auf der Oberseite 111 des Substrats 110 ist eine erste Schicht 300 eines Photolacks angeordnet worden. Der Photolack kann auch als Photoresist bezeichnet werden. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Photolack der ersten Schicht 300 um einen Positivlack, dessen Löslichkeit durch Belichtung erhöht werden kann.
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In einem nachfolgenden und in 4 schematisch dargestellten Bearbeitungsschritt wird die erste Schicht 300 des Photolacks an der Oberseite 111 des Substrats 110 belichtet. Dabei kommt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Stehwellenverfahren nach Sheridon zum Einsatz. Hierbei wird durch Interferenz eine stehende Welle 400 am Ort der zweiten Schicht 300 des Photolacks erzeugt. Die stehende Welle 400 weist Bereiche 410 hoher Intensität und Bereiche 420 geringer Intensität auf, die durch konstruktive und destruktive Interferenz des Lichtfelds gebildet werden und sich streifenförmig abwechseln. Die sich streifenförmig abwechselnden Bereiche 410 hoher Intensität und Bereiche 420 geringer Intensität schließen einen zwischen 0° und 90° liegenden Winkel mit der Oberseite 111 des Substrats 110 ein.
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Eine unten genauer erläuterte erste periodische Struktur 330 bildet sich nach einem unten beschriebenen Entwicklungsprozess in der ersten Schicht 300 des Photolacks aus.
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5 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 und der an der Oberseite 111 des Substrats 110 angeordneten ersten Schicht 300 des Photolacks nach der Belichtung durch die stehende Welle 400. Die erste Schicht 300 des Photolacks weist stärker belichtete Bereiche 310 und schwächer belichtete Bereiche 320 auf, die sich streifenförmig abwechselnd durch die erste Schicht 300 des Photolacks erstrecken. Dabei weisen die streifenförmigen Bereiche 310, 320 einen zwischen 0° und 90° liegenden Winkel zur Oberseite 111 des Substrats 110 auf, verlaufen also schräg durch die erste Schicht 300 des Photolacks. Die stärker belichteten Bereiche 310 der ersten Schicht 300 des Photolacks sind dort gebildet, wo die stehende Welle 400 einen Bereich 410 hoher Intensität aufgewiesen hat. Die schwächer belichteten Bereiche 320 der ersten Schicht 300 des Photolacks sind dort gebildet, wo die stehende Welle 400 einen Bereich 420 geringer Intensität aufgewiesen hat.
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In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt werden Teile der stärker belichteten Bereiche 310 der ersten Schicht 300 des Photolacks nasschemisch mit einem Entwickler herausgelöst. Der Entwickler löst dabei im Wesentlichen nur die stärker belichteten Bereiche 310 der ersten Schicht 300 des Photolacks, während die schwächer belichteten Bereiche 320 der ersten Schicht 300 des Photolacks durch den Entwickler nicht oder nur wenig gelöst werden.
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Der Entwickler greift die erste Schicht 300 des Photolacks von der der Oberseite 111 des Substrats 110 abgewandten Seite an. Dabei werden Teile der schräg durch die erste Schicht 300 des Photolacks verlaufenden stärker belichteten Bereiche 310 herausgelöst, während die schwächer belichteten Bereiche 320 der ersten Schicht 300 des Photolacks im Wesentlichen erhalten bleiben. Hierdurch bildet sich in der ersten Schicht 300 des Photolacks nach einer festgelegten Entwicklungszeit die erste periodische Struktur 330 aus, die näherungsweise als Zahnstruktur ausgebildet ist. 6 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 und der in der ersten Schicht 300 des Photolacks ausgebildeten ersten periodischen Struktur 330 nach dem Abschluss des Entwicklungsprozesses.
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In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die erste periodische Struktur 330 aus der ersten Schicht 300 des Photolacks in das Substrat 110 übertragen. Dies erfolgt durch ein anisotropes Ätzverfahren, beispielsweise durch Ionenstrahlätzen unter kleinem Inzidenzwinkel. Durch die entlang der ersten periodischen Struktur 330 unterschiedliche Dicke der ersten Schicht 300 des Photolacks an der Oberseite 111 des Substrats 110 wird das Substrat 110 dabei an seiner Oberseite 111 unterschiedlich stark entfernt, wodurch die erste periodische Struktur 330 in das Substrat 110 übertragen und die Blaze-Struktur 210 gebildet wird. Die Parameter des zur Übertragung genutzten Ätzverfahrens entscheiden dabei über den Skalierungsfaktor, mit dem die erste periodische Struktur 330 der ersten Schicht 300 des Photolacks in die Blaze-Struktur 210 an der Oberseite 111 des Substrats 110 übertragen wird. 7 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 mit der an der Oberseite 111 ausgebildeten Blaze-Struktur 210.
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In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird eine zweite Schicht 301 eines Photolacks auf der mit der Blaze-Struktur 210 versehenen und chemisch und mechanisch stabilisierten Oberseite 111 des Substrats 110 angeordnet. Der Photolack der zweiten Schicht 301 ist ebenfalls als Positivlack ausgebildet. Die zweite Schicht 301 des Photolacks wird so an der Oberseite 111 des Substrats 110 angeordnet, dass die zweite Schicht 301 des Photolacks die durch die Blaze-Struktur 210 bewirkte Modulation der Höhe der Oberseite 111 des Substrats 110 weitgehend einebnet. 8 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 und der an der Oberseite 111 des Substrats 110 angeordneten zweiten Schicht 301 des Photolacks.
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In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die zweite Schicht 301 des Photolacks belichtet. Die Belichtung der zweiten Schicht 301 des Photolacks erfolgt dabei auf zur Belichtung der ersten Schicht 300 des Photolacks analoge Weise durch eine stehende Welle.
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9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 und der auf der Oberseite 111 des Substrats 110 angeordneten zweiten Schicht 301 des Photolacks nach der Belichtung. Durch die Belichtung sind in der zweiten Schicht 301 des Photolacks stärker belichtete Bereiche 310 und schwächer belichtete Bereiche 320 geschaffen worden, die streifenförmig unter einem Winkel zur Ebene des Substrats 110 angeordnet sind.
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Durch einen nachfolgenden Entwicklungsprozess kann in der zweiten Schicht 301 des Photolacks eine zweite periodische Struktur 331 geschaffen werden, die angenähert die Form einer Zahnstruktur aufweist. Die Entwicklung erfolgt analog zur Entwicklung der ersten Schicht 300 des Photolacks. 10 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 und der auf der Oberseite 111 des Substrats 110 angeordneten zweiten Schicht 301 des Photolacks mit der darin ausgebildeten zweiten periodischen Struktur 331.
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Die Belichtung der zweiten Schicht 301 des Photolacks erfolgt so, dass die in der zweiten Schicht 301 des Photolacks ausgebildete zweite periodische Struktur 331 dieselbe Periodenlänge 201 wie die Blaze-Struktur 210 und eine festgelegte Phasenbeziehung 332 zur Blaze-Struktur 210 aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass während der Belichtung der zweiten Schicht 301 des Photolacks durch die stehende Welle 400 die Bereiche 410 hoher Intensität und die Bereiche 420 geringer Intensität eine gewünschte Phasenlage aufweisen. Hierbei kann ein aus der Herstellung von Fouriergittern bekanntes Verfahren zur Phasenkontrolle unter Verwendung optoelektronischer und elektronischer Hilfsmittel genutzt werden.
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In einem der Darstellung der 10 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die zweite periodische Struktur 331 in das Substrat 110 übertragen. Die Übertragung der zweiten periodischen Struktur 331 in das Substrat 110 erfolgt auf zur Übertragung der ersten periodischen Struktur 330 in das Substrat 110 analoge Weise mittels eines anisotropen Ätzverfahrens, beispielsweise mittels Ionenstrahlätzen.
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11 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Substrats 110 nach der Übertragung der zweiten periodischen Struktur 331 in das Substrat 110 und nach einer Entfernung eventuell verbliebener Reste der zweiten Schicht 301 des Photolacks. Durch die Übertragung der zweiten periodischen Struktur 331 in das Substrat 110 ist die periodische Modifikationsstruktur 220 gebildet worden, die der Blaze-Struktur 210 überlagert ist. Gemeinsam bilden die Blaze-Struktur 210 und die der Blaze-Struktur 210 überlagerte periodische Modifikationsstruktur 220 die periodische Struktur 200 an der Oberseite 111 des Substrats 110.
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An der mit der periodischen Struktur 200 versehenen Oberseite 111 des Substrats 110 kann in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt eine die Reflektivität erhöhende Beschichtung angeordnet werden, beispielsweise eine Beschichtung, die Gold aufweist.
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Bei dem anhand der 2 bis 11 beschriebenen Herstellungsverfahren werden die Blaze-Struktur 210 und die der Blaze-Struktur 210 überlagerte periodische Modifikationsstruktur 220 auf im Wesentlichen gleiche Weise erzeugt. Alternativ ist es möglich, die Blaze-Struktur 210 auf andere Weise zu erzeugen.
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Beispielsweise kann die Blaze-Struktur 210 durch ein Ion-Milling-Verfahren unter Verwendung eines symmetrischen Photolackprofils hergestellt werden.
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12 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines zweiten optischen Gitters 101. Das zweite optische Gitter 101 weist große Übereinstimmungen mit dem ersten optischen Gitter 100 auf. Übereinstimmende Komponenten sind in 12 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede zwischen dem zweiten optischen Gitter 101 und dem ersten optischen Gitter 100 erläutert.
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Bei dem zweiten optischen Gitter 101 weist jedes Element 230 der periodischen Struktur 200 zusätzlich zu der ersten Facette 240 und der zweiten Facette 250 eine dritte Facette 260 auf. Dabei ist zwischen der zweiten Facette 250 und der dritten Facette 260 eine zweite Stufe 280 ausgebildet. Die dritte Facette 260 schließt mit der Ebene des Substrats 110 einen dritten Blaze-Winkel 261 ein. Im in 12 gezeigten Beispiel weist der dritte Blaze-Winkel 261 dieselbe Größe wie der erste Blaze-Winkel 241 und wie der zweite Blaze-Winkel 251 auf. Dadurch ist die dritte Facette 260 parallel zur ersten Facette 240 und zur zweiten Facette 250 orientiert. Es wäre aber auch möglich, den dritten Blaze-Winkel 261 mit anderer Größe zu wählen, sodass die dritte Facette 260 nicht parallel zur ersten Facette 240 und/oder nicht parallel zur zweiten Facette 250 orientiert ist.
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An die dritte Facette 260 schließt sich eine dritte rückwärtige Facette an, die die dritte Facette 260 eines Elements 230 der periodischen Struktur 200 mit der ersten Facette 240 eines nachfolgenden Elements 230 der periodischen Struktur 200 verbindet. Die dritte Facette 260 und die dritte rückwärtige Facette schließen einen dritten Apex-Winkel 262 ein. Der dritte Apex-Winkel 262 kann ähnliche Werte oder den gleichen Wert wie der erste Apex-Winkel 242 und/oder wie der zweite Apex-Winkel 252 aufweisen.
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Die dritte Facette 260 ist in zur zweiten Facette 250 senkrechte Richtung um eine zweite Tiefe 281 gegen die zweite Facette 250 versetzt. Die zweite Tiefe 281 kann einen ähnlichen Wert oder den gleichen Wert wie die erste Tiefe 271 aufweisen.
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Die dritte Facette 260 weist in zur dritten Facette 260 parallele Richtung eine dritte Größe 263 auf. Die dritte Größe 263 kann der ersten Größe 243 und/oder der zweiten Größe 253 entsprechen, kann aber auch kleiner oder größer sein.
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Das zweite optische Gitter 101 bietet mit dem dritten Blaze-Winkel 261 und der dritten Größe 263 gegenüber dem ersten optischen Gitter 100 zusätzliche Parameter, die eine Optimierung des zweiten optischen Gitters 101 für einen konkreten Anwendungsfall ermöglichen.
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Das zweite optische Gitter 101 kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das die anhand der 2 bis 11 erläuterten Verfahrensschritte umfasst. Dabei kann das Verfahren zusätzlich zu dem ersten Teilprozess zur Erzeugung der Blaze-Struktur 210 und dem zweiten Teilprozess zur Erzeugung der periodischen Modifikationsstruktur 220 einen im Wesentlichen analog ablaufenden dritten Teilprozess zur Erzeugung einer weiteren periodischen Modifikationsstruktur umfassen. Durch die weitere periodische Modifikationsstruktur werden dabei die zweite Stufe 280 und die dritte Facette 260 ausgebildet.
