[發明專利]基于紫外光刻技術的反射式光柵的制作方法

有效

• 申請號: 201710321577.6
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106970437B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 陸顥瓚;王德波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種基于紫外光刻技術的反射式光柵的制作方法，是一種高效，高精度，高分辨率的光柵制作方法，該光柵以二氧化硅為基底，在基底上設有多個平行的楔形反射式面，整個光柵表面鍍銀，以提高反射效果。制作過程中主要應用了傾斜光刻來制作楔形反射面，通過控制掩模板的大小和形狀可以制作任意尺寸的光柵器件。由于單次生產出來的是大型的光柵，可以通過切割獲得成片光柵，從而達到單片光柵的利益最大化。同時，紫外光刻法不會產生鬼線和伴線，不存在刻劃光柵刻槽的微觀不規則或者毛刺缺陷。即便在加工過程中出現了這些缺陷，在后面的質量檢測中也可以將不合格片丟棄，保留合格的光柵出廠。

技術領域

本發明涉及一種衍射光柵制作方法，特別涉及一種基于紫外光刻技術的反射式光柵的制作方法，屬于光學元件技術領域。

背景技術

反射式光柵是一種常見的分光儀器，應用領域比較廣泛。反射式光柵是將白光反射，通過干涉和衍射，將光色散，從而將復合光分解為光譜。

傳統的光柵制作方式有機械刻劃，光電刻劃，復制，全息照相刻劃四種，以上方法對精度要求都非常高，而且一次只能加工一片光柵，加工成本和周期都很高。

自1960年光刻工藝誕生之后，光刻在集成電路制造和微機電系統等領域占有絕對的地位，隨著半導體對性能的要求不斷提升，光刻精度也越來越高，成本也越來越低，讓光刻技術應用到光柵制作中成為可能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于紫外光刻技術的反射式光柵的制作方法，該方法是一種高效，高精度的反射式光柵制作方法，通過紫外光刻技術，使得制作過程簡單，單批次成品量上升，降低對機械設備的要求。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種基于紫外光刻技術的反射式光柵的制作方法，所述反射式光柵包括二氧化硅基底以及在基底上設置的N個楔形光柵單元，并順序對楔形光柵單元編號為1,2,…,N；其中，單個楔形光柵單元的反射式面寬度為a、光柵常量為d、傾角為β、頂點距基底高為m、頂點到基底垂線的垂點到傾角頂點的距離為b；

該反射式光柵的制作方法包括以下具體步驟：

步驟1，制備二氧化硅基底；

步驟2，第一次紫外光刻：在基底上均勻涂上厚度為m的光刻膠后，將基底由水平狀態傾斜角度后進行紫外光刻，形成n個楔形凹槽，其中，n為編號為奇數的楔形光柵單元個數；

步驟3，第一次濺入二氧化硅：將步驟2光刻完成的基底由水平狀態傾斜β角度，在重力作用下向步驟2形成的楔形凹槽內分別濺入二氧化硅，形成編號為奇數的所有楔形光柵單元；

步驟4，去除基底上的光刻膠；

步驟5，第二次紫外光刻：在基底上均勻涂上厚度為m的光刻膠后，將基底由水平狀態傾斜角度后進行紫外光刻，形成n'個楔形凹槽，其中，n'為編號為偶數的楔形光柵單元個數；

步驟6，第二次濺入二氧化硅：將步驟5光刻完成的基底由水平狀態傾斜β角度，在重力作用下向步驟5形成的楔形凹槽內分別濺入二氧化硅，形成編號為偶數的所有楔形光柵單元；

步驟7，去除基底上的光刻膠；

步驟8，在刻劃好的光柵上鍍銀并切割成片。

作為本發明的進一步技術方案，該制作方法還包括對切割成片的成品光柵進行質量檢測，并對檢測不合格的產品進行再次切割。

作為本發明的進一步技術方案，掩膜版的透光區和遮光區寬度均為c·d·sinα，其中，c為紫外圖案經過透鏡后的縮小倍數。

作為本發明的進一步技術方案，相對于第一次紫外光刻時掩膜版的位置，第二次紫外光刻時掩膜版在刻線的垂直方向移動了一個刻線寬度的數量級，即移動了c·d·sinα。