[發明專利]光柵及其制備方法

有效

• 申請號: 201810169872.9
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108469644B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王雨婷;伊福廷;王波;周悅;張天沖;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明提供了一種光柵及其制備方法，其中，該方法包括：對第一襯底進行第一處理，得到帶有預定結構的第一金制圖形，進而得到中間掩膜板；在第二襯底上制備納米柱陣列，并采用該中間掩膜板對所述納米柱陣列進行第二處理，得到帶有預定結構的第二金制圖形，進而得到最終掩膜板；以及采用所述最終掩膜板對PMMA片進行第三處理，得到正弦型位相光柵。本發明的制備方法簡單，且能夠制備得到表面形貌較為復雜的光柵。

技術領域

本發明涉及微細加工、鍍膜技術領域，尤其涉及一種光柵及其制備方法。

背景技術

光刻技術是指利用特定波長的光進行輻照，將掩膜板上的圖形轉移到光刻膠上的過程。一般光刻工藝要經歷表面處理與預處理、涂膠、前烘、對準與曝光、后烘、顯影、堅膜、圖形檢測、去膠等工序。

傳統的光刻技術主要關注的重點是圖形在二維平面內的線寬尺寸的精度，即原始圖形轉移的精度，因而光刻膠往往比較薄，光刻膠厚度大多為百納米、微米、十微米量級。若要實現對百微米、毫米量級厚度的光刻膠進行曝光，即微結構局部具有很大的高寬比或深寬比，常會使用LIGA技術。

LIGA技術是指用光刻的方法制備電鑄的掩膜，用電鑄的方法獲得與掩膜反型的微結構模具，再使用該模具用壓塑和注塑的方法獲得微細結構的制備工藝，可加工材質范圍廣泛，包括金屬、陶瓷、聚合物、玻璃等，圖形結構靈活，精度高，能加工光刻膠厚度為毫米級的結構，可用于跨尺度、多維度結構加工，具有可復制以及制備成本較低等特點。LIGA工藝的過程主要包括：X射線光刻、電鑄和塑鑄。首先，利用X射線經過一個掩膜對光刻膠進行照射，從而將掩膜上的結構轉移到光刻膠上，經顯影后得到光刻膠的結構模；然后通過電鑄工藝，將這一膠結構模轉換成塑鑄所用的金屬模具；最后利用該金屬進行大批量塑料結構的產品復制，或進行大批量復制再電鑄所需要的塑料結構模，用再電鑄工藝的塑料結構模，完成大批量低成本金屬結構產品的需要。

光柵作為一種常見的分光器件，被使用在多種光學儀器之中，其中位相光柵在微小位移測量系統的成像、光纖通信、非線性光學等領域有重要應用。目前由于一些光柵結構的表面形貌較為復雜，直接在材料表面進行刻蝕或生長都難以實現。即使以同樣的思路，傳統工藝所制備出的結構，厚度較小，難以有實際應用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種光柵及其制備方法，以解決上述的至少一項技術問題。

(二)技術方案

本發明的一方面，提供了一種光柵的制備方法，包括：

對第一襯底進行第一處理，得到帶有預定結構的第一金制圖形，進而得到中間掩膜板；

在第二襯底上制備納米柱陣列，并采用該中間掩膜板對所述納米柱陣列進行第二處理，得到帶有預定結構的第二金制圖形，進而得到最終掩膜板；以及

采用該最終掩膜板對PMMA片進行第三處理，得到光柵。

在本發明的一些實施例中，對第一襯底進行第一處理，包括步驟：

在第一襯底表面蒸鍍鉻和金，形成第一蒸鍍層；

在所述第一蒸鍍層上涂覆一層第一光刻膠；以及

采用預定結構位于側邊的原始掩膜板對所述第一光刻膠進行紫外曝光，并進行顯影、電鍍金和去膠，且所述預定結構包括周期性的正弦型、波浪形和鋸齒形結構。

在本發明的一些實施例中，采用該中間掩膜板對所述納米柱陣列進行第二處理，包括步驟：

在所述納米柱陣列的表面蒸鍍鉻和金，形成第二蒸鍍層；

在所述第二蒸鍍層上涂覆一層第二光刻膠；以及