[發(fā)明專利]高開口面積臨界角透射光柵的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811592328.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109782382B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦慶斌;譚鑫;李文昊;宋瑩;姜珊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 吳乃壯

1.一種高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制備掩模板；

S2、在單晶硅基底雙面沉積氮化硅層，然后在部分區(qū)域的氮化硅層表面旋涂光刻膠，將掩膜板對準單晶硅基底，分別經(jīng)兩面曝光顯影后，將掩模板中的圖形轉(zhuǎn)移到單晶硅基底上，再經(jīng)干法刻蝕氮化硅層、濕法刻蝕單晶硅后，即得基準光柵；

S3、在單晶硅基底遠離基準光柵的區(qū)域雙面鍍鉻，再雙面旋涂光刻膠，經(jīng)紫外曝光、顯影后，濕法刻蝕鉻，得到支撐結(jié)構(gòu)；

S4、將單晶硅基底的支撐結(jié)構(gòu)雙面旋涂光刻膠后，然后雙面曝光，每面曝光具體為：將硅基底單晶硅基底固定在掃描干涉場曝光系統(tǒng)工作臺上，使掃描干涉場曝光系統(tǒng)的兩束曝光光束入射至基準光柵上，調(diào)整工作臺使兩束曝光光束形成的干涉條紋與基準光柵柵線方向平行，保持曝光光束入射基準光柵狀態(tài)不變，將掃描干涉場曝光系統(tǒng)中的相位鎖定切換為動態(tài)相位鎖定模式，然后對旋涂光刻膠的區(qū)域進行曝光；

S5、然后對S4中曝光后的單晶硅基底顯影后，經(jīng)干法刻蝕氮化硅層，濕法刻蝕單晶硅，最后去除氮化硅層，即得透射光柵；

S1中制備掩模板具體包括；在玻璃基板上制作多個均勻分布的矩形圖形，任意相鄰兩個矩形圖形之間的夾角為0.05°。

2.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S3、S5中濕法刻蝕單晶硅所用刻蝕液為質(zhì)量分數(shù)40～50％的KOH溶液，刻蝕溫度為20～25℃。

3.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S3、S5中刻蝕液中還加入表面活性劑，所述表面活性劑為IPA、TMDD以及SDSS中的至少一種；其中，IPA的添加量為KOH溶液質(zhì)量的3～6％，TMDD的添加量為KOH溶液質(zhì)量的0.05～0.1％，SDSS的添加量為KOH溶液質(zhì)量的0.05～0.1％。

4.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S3、S5中濕法刻蝕單晶硅時進行超聲震蕩，超聲的頻率為80～120kHz、功率為250～350W。

5.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S1中使用質(zhì)量分數(shù)為25～35％的硫酸溶液刻蝕鉻，刻蝕溫度為18～22℃。

6.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S5中使用質(zhì)量分數(shù)為49％的HF溶液與40％的NH₄F溶液的混合溶液去除氮化硅層，HF溶液與NH₄F溶液的質(zhì)量比為1:7。

7.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S2、S3、S5中均使用質(zhì)量分數(shù)為1～3‰的NaOH溶液顯影40～50s。

8.如權(quán)利要求1所述的高開口面積臨界角透射光柵的制備方法，其特征在于，S4中通過莫爾條紋法使兩束曝光光束形成的干涉條紋與基準光柵柵線方向平行。