[发明专利]一种大面积制备微纳米凸球透镜阵列的方法

权利要求书

1.一种用电子束光刻(EBL)结合反应离子刻蚀(RIE)大面积制备微纳米凸球透镜阵列的方法，包括步骤如下：

步骤S1：清洁金刚石表面并蒸镀粘附层金属；

步骤S2：在蒸镀了粘附层金属的金刚石样品表面旋涂HSQ层，并进行前烘；

步骤S3：在EBL系统中对金刚石样品表面HSQ层进行曝光，曝光图形为周期性圆形阵列；

步骤S4：对曝光后的HSQ层进行显影定影，得到周期性柱形硅氧化物掩膜；

步骤S5：用RIE刻蚀去除周期性柱形硅氧化物掩膜周围的粘附层金属；

步骤S6：用RIE刻蚀周期性凸球阵列结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中蒸镀粘附层金属的厚度应小于10nm，确保在步骤S5中去除周期性柱形硅氧化物掩膜周围部分的时候不对掩膜本身造成过多消耗。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，HSQ的旋涂方式是将小块的金刚石用碳胶等固定到边长约1cm硅片上，其中金刚石的一个角对准硅片的中心，并将硅片中心位置吸附到涂胶台上，再旋涂HSQ。HSQ的厚度要根据曝光结构大小旋涂，结构尺寸大需要胶厚比较大，结构尺寸小则需要胶厚比较小。实验中可通过涂胶台转速及旋涂、烘烤反复进行来控制胶厚。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，用RIE刻蚀去除周期性柱形氧化物掩膜周围粘附层金属时，刻蚀气体要针对粘附层金属选择，刻蚀时间要根据刻蚀速率控制在刚好去除粘附层金属。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中刻蚀金刚石周期性凸球阵列结构所用刻蚀气体中，除主要刻蚀金刚石的成分外，应有少量对掩膜有化学刻蚀作用的气体成分，含量在主要刻蚀气体的十分之一左右，确保在结构刻蚀过程中，掩膜形状能逐步得到修正，同时掩膜消耗速度不会太快。由于掩膜形状的修正过程与其曝光图形的半径、曝光图形阵列的周期、旋涂HSQ的厚度、EBL曝光剂量等因素相关。调整优化各项参数，可以通过RIE刻蚀的方法制备得到形貌理想的大面积金刚石半球周期阵列结构。