[发明专利]凸面双闪耀光栅的制备方法

权利要求书

1.一种凸面双闪耀光栅制备方法，该方法在一球冠状凸面基片上制备凸面双闪耀光栅，所述凸面双闪耀光栅的两个闪耀角分别是A闪耀角和B闪耀角，其中A闪耀角大于B闪耀角，双闪耀光栅分为两个区，对应A闪耀角的为A光栅区，对应B闪耀角的为B光栅区，其特征在于：所述制备方法包括下列步骤：

1)在基片上涂布光刻胶，该光刻胶厚度由所述A闪耀角决定；

2)对所述光刻胶层进行干涉光刻，形成用于制备A闪耀角的光刻胶光栅；

3)遮挡所述B光栅区，在A光栅区上，以所述光刻胶光栅为掩模，对基片进行球面转动斜向Ar离子束扫描刻蚀，利用光刻胶光栅掩模对离子束的遮挡效果，使基片材料的不同位置先后被刻蚀，形成A闪耀角的闪耀光栅；

4)遮挡所述A光栅区，在B光栅区上，以所述光刻胶光栅为掩模，对基片进行正向离子束刻蚀，将光刻胶光栅图形转移到基片上，形成B光栅区的同质光栅，刻蚀深度由B闪耀角决定；

5)清洗基片，去除剩余光刻胶。

6)遮挡A光栅区，以所述B光栅区的同质光栅为掩模，对基片进行球面转动斜向Ar离子束扫描刻蚀，利用同质光栅掩模对离子束的遮挡效果，使基片材料的不同位置先后被刻蚀，形成B闪耀角的闪耀光栅；

7)清洗基片，得到双闪耀角的闪耀光栅。

2.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：在所述遮挡A光栅区或遮挡B光栅区时，使用的遮挡物固定在该基片上，并和该基片做同步转动。

3.如权利要求2所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述遮挡物为一表面具有同心圆环的条纹板，该同心圆环的条纹板使得A光栅区和B光栅区以彼此交替的形式重复排布在基片上。

4.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述步骤3)或步骤6)中的球面转动斜向Ar离子束扫描刻蚀包括步骤：

将基片固定于旋转机架上，该旋转机架以所述基片的球冠状凸面所在球心为转动中心，以该基片的球冠状凸面所在球径为转动半径，携带基片进行旋转；

采用球形掩模遮盖基片表面，所述球形掩模与基片表面同心，在该球形掩模表面设有开口，所述基片暴露于所述开口的区域为刻蚀区域；

以Ar离子束对上述开口部分的基片进行斜向离子束刻蚀。

5.如权利要求4所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述开口为沿光栅栅线方向的条状细缝。

6.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述正向离子束刻蚀采用Ar离子束刻蚀方法或CHF₃反应离子束刻蚀方法中的一种，其具体的工艺参数为：Ar离子束刻蚀时，离子能量为380eV至520eV，离子束流为70mA至140mA，加速电压为240V至300V，工作压强为2.0×10^-2Pa；CHF₃反应离子束刻蚀时，离子能量为300eV至470eV，离子束流为70mA至140mA，加速电压为200V至300V，工作压强为1.4×10^-2Pa。

7.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述A光栅区的光刻胶光栅或所述B光栅区的同质光栅的占宽比为0.25-0.65，周期为300至6500nm。

8.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述光刻胶光栅为矩形光栅或正弦形光栅。

9.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述同质光栅为矩形光栅或梯形光栅。

10.如权利要求1所述的凸面双闪耀光栅制备方法，其特征在于：所述斜向Ar离子束扫描刻蚀的工艺参数为：离子能量380至520eV，离子束流70至140mA，加速电压240至300V，工作压强2.0×10^-2Pa，刻蚀角度为5°至40°。