利用光栅成像扫描光刻制备大尺寸光栅的方法

摘要

一种利用光栅成像后扫描光刻制备大尺寸光栅的方法，该方法包括：构建一个带有滤波装置的光栅成像光路系统；制备一片有锯齿形轮廓的位相光栅；利用步骤一所建立的光路，将位相光栅和基板引入光路中，使光栅清晰地成像于基板上；通过移动基板实现扫描光刻；将所述的完成扫描曝光基板进行显影、去铬、去胶、刻蚀再去铬这一系列工艺后即得到大尺寸光栅。本发明方法具有设备结构简单、不存在杂散光、能量利用率高的优点，在制作大尺寸光栅方面有很好的发展前景。

主权项

一种利用光栅成像扫描光刻制备大尺寸光栅的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：①构建一个实现光栅成像的光路系统，包括激光器(1)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、扩束装置(4)、准直透镜(5)、位相光栅(6)、第一透镜(7)、空间滤波器(8)、第二透镜(9)和基板(10)，所述的基板(10)固定在可沿X轴即水平轴、Y轴即垂直轴精密移动的移动台上，所述的位相光栅(6)置于一个旋转台上，所述的第一反射镜(2)和第二反射镜(3)与激光器(1)的输出光路的夹角为45°，所述的激光器(1)发出的光经过第一反射镜(2)和第二反射镜(3)反射后进入所述的扩束装置(4)，经所述的扩束装置(4)出来的光经过所述的准直透镜(5)成为平行光，该平行光依次经所述的位相光栅(6)、第一透镜(7)、空间滤波器(8)、第二透镜(9)照射在所述的基板(10)上，所述的位相光栅(6)、第一透镜(7)、空间滤波器(8)、第二透镜(9)和基板(10)构成4F成像系统；②将所述的位相光栅(6)固定在旋转台上，使所述的位相光栅(6)能在垂直于入射光线的平面内旋转，以利于调整位相光栅(6)的条纹方向和基板(10)移动方向之间的夹角；③在所述的基板(10)位置安装一块相似的试验基片，调整使所述的位相光栅(6)的光栅平面与平行光入射方向垂直，并位于成像系统的第一透镜(7)的前焦面上，空间滤波器(8)位于成像系统的频谱面上，驱动所述的移动台使所述的试验基片位于所述的第二透镜(9)的后焦面上，所述的位相光栅(6)在所述的试验基片上成实像，启动所述的光路系统，曝光一次，然后沿着Y轴移动一定距离再曝光一次，在显微镜下观察两次曝光后得到的条纹图像，再仔细调整所述的旋转台，经多次曝光试验后实现光栅的条纹方向与Y轴运动方向平行；④将所述的基板(10)安装在所述的移动台上，驱动所述的移动台，带动所述的基板(10)移动，启动所述的光路系统，使所述的位相光栅(6)在所述的基板(10)上成实像，并位于基板(10)左上角的扫描初始位置，使基板(10)的像位置曝光；⑤驱动所述的移动台，带动所述的基板(10)沿Y轴方向向下移动扫描实现在Y轴方向上扫描光刻，然后驱动所述的移动台在X轴方向上移动一个与所述的位相光栅(6)的横向尺寸相当的距离后，再自上而下或自下而上继续驱动所述的移动台沿Y轴方向移动扫描曝光，扫描曝光产生的光栅实现无缝拼接；⑥重复步骤⑤直至完成所述的基板(10)扫描曝光；⑦将所述的完成扫描曝光基板(10)进行显影、去铬、去胶、刻蚀再去铬这一 系列工艺后即得到大尺寸光栅。