[发明专利]一种大面积光栅的制备方法

权利要求书

1.一种大面积光栅的制备方法，其特征在于，通过增加曝光时间使光刻胶光栅达到极限分辨率的方式来制造实现具有均匀线宽的光刻胶光栅，包括以下步骤：

S1：搭建干涉曝光光路；

S2：选定制备所述大面积光栅所需的光刻胶和基底材料，再依次进行匀胶和前烘步骤；

S3：预设曝光时间，并采用干涉曝光光路进行曝光；

S4：预设显影时间，并进行显影；

S5：观察基底中心的光刻胶是否已经溶解完，如果是，则减小显影时间并再次执行步骤S2～S4，如果否，则继续执行步骤S6：

S6：观察基底中心的光刻胶占空比是否已经达到光刻胶的极限分辨率，如果是，则继续执行步骤S7，如果否，则增加曝光时间并再次执行步骤S2～S5；

S7：测量达到光刻胶的极限分辨率的面积，该面积为所述干涉曝光光路能够曝光得到的光栅的最大面积，并记录此时的曝光时间和显影时间为所述干涉曝光光路能够曝光得到的光栅的最大面积的参数。

2.根据权利要求1所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，所述干涉曝光光路包括光源、快门、偏振分光棱镜、两个二分之一波片和两组曝光组件，其中所述光源发出的光束依次经过快门、第一个二分之一波片和偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜将光束分成两束光，其中一束光经过第一组曝光组件后到达曝光平面，另一束光依次经过第二个二分之一波片和第二组曝光组件后到达所述曝光平面，且两束光从所述偏振分光棱镜到所述曝光平面是对称布置的。

3.根据权利要求2所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，两组所述曝光组件分别包括完全一致的反射镜、空间滤波器、小孔光阑和准直透镜，一束光依次经过第一组曝光组件中的所述反射镜、所述空间滤波器、所述小孔光阑和所述准直透镜后到达曝光平面，另一束光依次经过第二个二分之一波片和第二组曝光组件中的所述反射镜、所述空间滤波器、所述小孔光阑和所述准直透镜后到达所述曝光平面。

4.根据权利要求2所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，通过调节第一个二分之一波片使通过所述偏振分光棱镜后的两束光最终的光强相等。

5.根据权利要求1所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S3中预设曝光时间具体包括：测量所述干涉曝光光路中曝光处的功率I₂，根据来确定预设的曝光时间t₂，其中，I₁和t₁分别指的是经过实验测量得到过的曝光处的光强和曝光时间。

6.根据权利要求1所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S4中预设的显影时间大于或等于30s。

7.根据权利要求1所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述显影步骤是在保持基底与显影液相对静止的条件进行的。

8.根据权利要求1所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S5中采用超景深显微镜来观察基底中心的光刻胶是否已经溶解完，步骤S6采用扫描电子显微镜来观察基底中心的光刻胶占空比是否已经达到光刻胶的极限分辨率。

9.根据权利要求1至8任一项所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S7在测量达到光刻胶的极限分辨率的面积之前还包括：

观察基底中心的光刻胶是否已经因为透镜加工工艺带来占空比的变化，如果是，则继续执行测量达到光刻胶的极限分辨率的面积，如果否，则继续增加曝光时间并再次执行步骤S2～S6。

10.根据权利要求1至8任一项所述的大面积光栅的制备方法，其特征在于，步骤S7中在测量达到光刻胶的极限分辨率的面积之后还包括：判断是否更换过所述干涉曝光光路中的准直透镜，如果否，则将所述干涉曝光光路中的准直透镜更换为焦距更长的准直透镜并重复步骤S2～S6；如果是，则将此次测量达到光刻胶的极限分辨率的面积与上一次的进行比较，并判断此次测量达到光刻胶的极限分辨率的面积是否比上一次的大：如果是，则再次将所述干涉曝光光路中的准直透镜更换为焦距更长的准直透镜并重复步骤S2～S6；如果否，则使用上一次测量达到光刻胶的极限分辨率的面积为所述干涉曝光光路中的光源能够得到的光栅的最大面积，并记录上一次实验的曝光时间、显影时间和准直透镜的焦距为所述干涉曝光光路中的光源能够得到的光栅的最大面积的参数。