[发明专利]一种大面积光栅的制备方法

说明书

本发明公开了一种大面积光栅的制备方法，包括：S1：搭建干涉曝光光路；S2：选定制备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：预设曝光时间并曝光；S4：预设显影时间并显影；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。本发明降低了大面积光栅制造的成本。

技术领域

本发明涉及微纳加工领域，尤其涉及一种大面积光栅的制备方法。

背景技术

光栅具有优异的光学性能，在现代生产生活中得到了广泛的应用，但是现有的制备工艺中，面积越大的光栅制备成本越昂贵，降低大面积光栅的制备成本有很重要的意义。

为了实现大面积光栅的制作，国内外也已经有了很多相关的探索。主要还是分为两大探索的路径，分别为纳米压印和全息干涉曝光。纳米压印是将具有纳米级尺寸图案的模板在机械力的作用下压到涂有高分子材料的衬底上，进行等比例压印复制图案的工艺。作为一种低成本的下一代光刻技术，纳米压印技术被誉为十大可改变世界的科技之一。2008年，复旦大学谢申奇应用热压印技术制备了周期为1微米、500nm、300nm、200nm，面积大小为10mm×10mm的光栅，其中模具是用电子束光刻技术在硅基上制备而成，2016年，中国科学技术大学老师运用紫外固化压印的技术，制作了100mm×100mm大面积的光栅。2018年，WEIDONG KANG等使用纳米压印和金属热蒸发工艺制造了4英寸大面积柔性红外纳米偏振片。2019年，兰红波等利用自主研发的复合压印光刻机，并结合优化的工艺参数，在3种不同的硬质基材上实现了最大直径为15.24cm的圆形区域的微尺度光栅结构制造。然而，由于纳米压印的流程中第一步都是需要制备母模板，现有技术路线制备母模板仍然主要使用电子束直写这一成本极高的方式，而大面积电子束直写有时间长、成本极其昂贵的问题，并且一般的用硅制备的母模板能够循环利用的次数也是小于30次，因此现有技术制备大面积的均匀光栅过程中都存在纳米压印母模板的制备成本高的问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种大面积光栅的制备方法，降低了大面积光栅制造的成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种大面积光栅的制备方法，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。