[发明专利]超环面全息光栅制作方法

摘要

本发明提出的超环面全息光栅制作方法，涉及一种全息光栅制作方法，包括基底处理、涂胶、前烘、全息曝光、显影、后烘、离子束刻蚀、镀膜，由于全息光刻技术对制作精度要求非常严格，超环面全息光栅工艺中任何一个步骤的误差都可能对超环面光栅最终的光谱性能造成巨大影响，所以对超环面全息光栅的制作技术进行研究是十分有必要的。本发明的全息光栅制作方法，工艺简单、容易控制，成功率高。

主权项

1.一种超环面全息光栅制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、基底处理，包括以下步骤：步骤11、清洗，将超环面光栅基底放入一定浓度为10％的氢氧化钠溶液中浸泡，去除残留有机物，然后使用大量去离子水冲洗、烘干；步骤12、喷涂消光漆，在光栅的背面和侧面喷涂黑色消光漆，减少干涉曝光过程中的杂散光；步骤13、清除有机残余，待超环面全息光栅基底的消光漆自然干燥后，重复上述清洗步骤后，使用丙酮对光栅基底的光学表面进行擦拭，这样可以有效去除光栅基底光学表面上的消光漆和其他有机残余；步骤14、烘干，在120℃的烘箱中烘干30min，以便蒸发光栅基底表面的去离子水和丙酮溶液，待光栅基底冷却后就完成了超环面全息光栅的基底处理环节；步骤2、涂胶，使用旋转涂覆法对超环面全息光栅基底进行涂胶，将处理好的光栅基底放置在涂胶机的涂胶托盘上真空吸附固定，然后在光栅基底表面上滴加适量光刻胶，根据超环面全息光栅设计需要设定涂胶程序，进行三段式或五段式涂胶；步骤3、前烘，在温度为85℃～95℃内、时间在30min至120min之间进行烘干处理；步骤4、全息曝光，光刻胶膜层合格的光栅基底就可以在搭建好的干涉曝光场中进行曝光，涂胶后的光栅基底在良好的干涉曝光场中曝光时，基底表面不同空间位置的光刻胶与干涉场内按规律分布的干涉光产生反应形成潜像光栅，在这个过程中可以采用曝光实时监测技术对光栅的曝光量进行监控；步骤5、显影，将曝光后的光栅基底浸泡在显影液中进行化学刻蚀，根据使用的光刻胶种类不同，显影工艺将刻蚀不同部分的光刻胶：如果使用的光刻胶为正胶，那么经过曝光部分的耐腐蚀性提高，显影液将会刻蚀掉未被曝光的光刻胶；相反的，若使用的光刻胶为负胶，那么显影液将刻蚀掉曝光的光刻胶；步骤6、后烘‑热熔，使用高于去离子水沸点的温度烘干10分钟；在后烘完成后，在高温下光刻胶会转变为熔融状态，在光刻胶开始向熔融状态转变时，光刻胶刻槽的最外层会首先融化变软，光刻胶在表面张力的作用下会自行消除浮雕刻槽表面的细小毛刺使光刻胶刻槽表面趋于光滑；步骤7、离子束刻蚀，采用惰性气体作为反映气体对光刻胶光栅进行刻蚀，将光刻胶光栅的刻槽转移到光栅基底上；步骤8、清洁处理，将光栅放入去离子水中进行超声震荡，对超声处理后的光栅再进行烘干就可以有效去除离子束刻蚀过程中产生的灰尘碎屑；步骤9、镀膜，使用蒸馏的方法在全息光栅表面镀一层铝膜，在铝摸上还可以再镀一层SiO2膜保护铝膜，防止其氧化。