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用基于光刻胶热熔的离子束蚀刻技术制作用于紫外区域的闪耀光栅摘要用于制造基于表面热运动的全息离子束蚀刻衍射光栅的新技术已经出现，光刻胶光栅粗糙的表面可以通过这种技术被解决。
依据这种技术，用于紫外区的1200线/mm 全息离子束蚀刻闪耀光栅就可以被制造出来。
结果表明，光栅具有良好的表面质量，低杂散光，高衍射效率。
此外，这些光栅的性能满足紫外光谱仪的操作要求。
在曝光于显影的过程中，由于非对称的光分布、光学元件的缺陷、杂散光等因素使得光刻胶光栅的槽型表面变得比较粗糙。
如果被用作掩膜版的光刻胶光栅有粗糙的表面并且被离子束刻蚀，那么这种缺陷将在刻蚀光栅的表面被部分或整个的复制。
结果光栅的性能会被严重的影响。
虽然光刻胶光栅的槽型表面可以通过活性离子蚀刻的方法而变光滑，但是价格将更高，制造周期将更长。
光刻胶热熔法，由于它的低成本，短的处理周期，易于控制的特点已经在最近几年被证实是降低刻蚀光栅表面粗糙的好方法。
我们用这种方法去制造全息光栅是为了降低其表面的粗糙，并且能够获得更满意的结果。
这篇文章的目的是要阐述光刻胶熔融法的原理同时通过详细说明一个1200线/mm 闪耀全息光栅的技术处理与实验结果来证明这种方法的可行性。
如图1是实验的曝光光路的搭建。
光束从平面镜M2反射，并与M3反射的光干涉，两光束夹角为2θ，同时它们的干涉区就是曝光区域。
如果涂有光刻胶的衬底插入在这个区域，条纹将以空间距离d 被记录2sin cos d λθδ=λ是激光的波长，n 是相应空间的折射率，δ是衬底的法线与光束的角平分线的夹角。
基于热运动理论，当有限接触角被运用于固体表面时液滴将处于平衡状态。
杨氏模型用如下的式子描述液滴在坚实平坦，表面平整，均匀的固体上的状态。
cos AL SA LS T T T θ=-θ是平衡接触角，AL T 是液滴的表面张力，SA T 是固体的表面张力，LS T 是固体与液体之间的界面力，这个公式完全正确地描述了K9玻璃衬底与光刻胶在融化状态的界面关系。
闪耀光栅原理及其应用
闪耀光栅是一种新型的宽带反射光栅，其原理是利用玻璃与金属的反射率差异以及材
料表面的微结构来实现反射光的色散，从而实现光谱的分离。
闪耀光栅具有较高的光谱分
辨率、高透过率、小尺寸、易于集成等特点，被广泛应用于光通信、光谱分析、光学成像
等领域。
闪耀光栅的原理是利用玻璃与金属的反射率差异以及材料表面的微结构来实现反射光
的色散。
在闪耀光栅表面特殊加工一定的微结构和金属反射层，当入射光照射到其表面时，部分光被反射，另一部分光被分离出来发生多次反射，并在微结构上发生衍射，产生波长
差异，从而实现光谱的分离。
由于闪耀光栅的反射光通过观测点出射时具有独立的出射角度，这意味着它可以分离
不同角度入射的光，即在非常小的范围内实现光谱的分离。
因此，闪耀光栅具有比传统光
栅更高的光谱分辨率和更宽的光谱带宽。
闪耀光栅的应用领域非常广泛。
在光通信领域，可以通过多个闪耀光栅实现多路复用
和解复用，从而提高信道密度和系统传输容量。
在光谱分析领域，可以利用闪耀光栅实现
高速和高灵敏度的光学光谱分析。
在光学成像领域，利用闪耀光栅可以实现高分辨率的成像，并且可以制造更小、更轻、更便携的光学成像设备。
除了上述应用，闪耀光栅还可以应用于激光腔内分布式反射光栅、光电子器件、光学
传感器、太阳能电池等领域。
随着科技的不断进步和闪耀光栅的不断创新和发展，这种新
型的宽带反射光栅会有越来越广泛的应用。
专利名称：一种基于紫外光直写技术制作波导布拉格光栅的方法
专利类型：发明专利
发明人：吴亚明,李明,崔丽萍,李四华
申请号：CN200410015772.9
申请日：20040114
公开号：CN1558260A
公开日：
20041229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种基于紫外光直写技术制作波导布拉格光栅的方法，其特征在于采用掺杂锗的二氧化硅基片，利用集成电路工艺在SiO2基片上镀制一层掩模薄膜，并进行光刻、腐蚀工艺制作出波导布拉格光栅的掩模图形，再利用紫外光源在二氧化硅基片表面上照射，使得二氧化硅基片的掺锗的波导芯层发生光学折射率变化，从而制作出波导布拉格光栅。
用该方法制作布拉格光栅不仅简单易行，而且可以制作多种结构、多种参数的波导布拉格光栅，并可实现波导光栅的进一步集成，从而可降低成本，扩大波导光栅的应用范围，提高波导光栅的生产效率和成品率。
申请人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
地址：200050 上海市长宁区长宁路865号
国籍：CN
代理机构：上海智信专利代理有限公司
代理人：潘振甦
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制备光栅片的步骤与注意事项光栅片是一种常见的光学元件，广泛应用于激光技术、光谱分析、光通信等领域。
它通过在透明基底上制造一系列平行的光栅结构，能够对光的传播进行调控。
下面将介绍制备光栅片的步骤与注意事项。
一、材料准备制备光栅片所需的材料主要包括透明基底材料、光刻胶、光刻胶显影液、刻蚀液等。
透明基底材料常用的有玻璃、石英等，而光刻胶则有正胶和负胶两种选择。
根据实际需求选择合适的材料，并确保所选材料的质量和纯度。
二、光刻胶涂覆首先，将透明基底清洗干净，并确保其表面没有杂质。
然后，将光刻胶涂覆在透明基底上。
涂覆过程需要控制涂层的均匀性和厚度，可以使用专业的光刻胶涂覆机来实现。
在涂覆后，将样品进行预烘烤，使光刻胶均匀地附着在基底上。
三、光刻胶曝光光刻胶曝光是制备光栅片的关键步骤。
根据实际需求，选择合适的曝光方式和曝光设备。
在曝光前，需要准备好光栅结构的掩模，即用于模具的光刻胶薄片。
将掩模放置在光刻机上，并进行曝光。
曝光后，将样品进行后烘烤，以固定光刻胶的图案。
四、显影显影是将未曝光的光刻胶部分去除的过程。
根据所选的光刻胶类型，选择相应的显影液。
将样品浸泡在显影液中，待显影液逐渐溶解未曝光的光刻胶后，取出样品，用去离子水洗净。
显影过程中需要控制显影时间和温度，以确保光刻胶的显影效果。
五、刻蚀刻蚀是将显影后的光刻胶图案转移到透明基底上的过程。
根据所选的刻蚀液，将样品浸泡在刻蚀液中，刻蚀液会溶解掉显影后的光刻胶，同时将光栅结构转移到基底上。
刻蚀过程需要控制刻蚀时间和温度，以确保刻蚀的深度和精度。
光栅片的制备过程需要严格控制各个步骤的参数，以确保最终制备出符合要求的光栅结构。
在实际操作中，还需要注意以下几点：一、实验环境制备光栅片需要在洁净的实验环境中进行，以防止灰尘和杂质对样品的污染。
实验室应具备良好的通风条件，以及适当的温湿度控制。
二、操作技巧制备光栅片需要一定的操作技巧，尤其是在涂覆、曝光和显影等步骤中，需要掌握合适的涂覆速度、曝光时间和显影时间。
专利名称：一种电子束曝光单层光刻胶制作Y型栅的方法专利类型：发明专利
发明人：邵金海,陈宜方,陆冰睿
申请号：CN201410722269.0
申请日：20141203
公开号：CN104538292A
公开日：
20150422
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于微电子元器件技术领域，具体为一种单层电子束光刻胶制备Y型栅的方法。
该方法包括在器件衬底外延层表面旋涂电子束光刻胶，用电子束曝光出三维Y型结构，蒸发金属形成Y栅金属层，将残留的电子束光刻胶剥离四个步骤，从而利用电子束套刻在器件源漏之间形成Y型栅。
本发明方法不仅能够有效降低Y型栅的尺寸提高Y型栅制作的效率，还能提高Y型栅的成品率以及一致性，在制作高电子迁移率晶体管的工艺中具有重要意义。
申请人：复旦大学
地址：200433 上海市杨浦区邯郸路220号
国籍：CN
代理机构：上海正旦专利代理有限公司
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宽波段全息-离子束刻蚀光栅的设计及工艺吴娜;谭鑫;于海利;张方程【摘要】设计和制作了一种在同一基底上具有多闪耀角的宽波段全息-离子束刻蚀光栅.提出了组合形成宽波段全息-离子束刻蚀光栅的分区设计方法,优化了3种闪耀角混合的宽波段全息光栅设计参数,并利用反应离子束刻蚀装置对该光刻胶掩模进行刻蚀图形转移,采用分段、分步离子束刻蚀技术开展了获得不同闪耀角的离子束刻蚀实验.最后在同一光栅基底上分区制作了位相相同,并具有9,18,29°3个不同闪耀角,口径为60 mm×60 mm,使用波段为200～900 nm的宽波段全息光栅.衍射效率测试结果显示其在使用波段的最低衍射效率超过30％,最高衍射效率超过50％,实验结果与理论计算结果基本符合.与其它方式制作的宽波段光栅相比,采用宽波段全息离子束刻蚀光栅不但工艺成熟,易于控制光栅槽形,而且光栅有效面积尺寸较大,便于批量复制.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)007【总页数】6页(P1978-1983)【关键词】全息光栅;宽波段光栅;离子束刻蚀;刻蚀模拟【作者】吴娜;谭鑫;于海利;张方程【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】O436.11 序言光谱仪器是测量、分析和处理物质结构和成分的基本设备，按光谱范围可分为真空紫外光谱仪、紫外－近红外光谱仪和红外光谱仪。
光谱仪主要由光源、分光系统和接收系统3部分组成［1－4］。
其中分光系统是光谱仪器的主体，而衍射光栅（以下简称光栅）是分光系统的核心部分，它使复色光发生空间分离形成光谱。
因此，光谱技术的进步及发展与光栅制造技术水平息息相关。
用基于光刻胶热熔的离子束蚀刻技术制
作用于紫外区域的闪耀光栅
摘要
用于制造基于表面热运动的全息离子束蚀刻衍射光栅的新技术已经出现，光刻胶光栅粗糙的表面可以通过这种技术被解决。
依据这种技术，用于紫外区的1200线/mm 全息离子束蚀刻闪耀光栅就可以被制造出来。
结果表明，光栅具有良好的表面质量，低杂散光，高衍射效率。
此外，这些光栅的性能满足紫外光谱仪的操作要求。
在曝光于显影的过程中，由于非对称的光分布、光学元件的缺陷、杂散光等因素使得光刻胶光栅的槽型表面变得比较粗糙。
如果被用作掩膜版的光刻胶光栅有粗糙的表面并且被离子束刻蚀，那么这种缺陷将在刻蚀光栅的表面被部分或整个的复制。
结果光栅的性能会被严重的影响。
虽然光刻胶光栅的槽型表面可以通过活性离子蚀刻的方法而变光滑，但是价格将更高，制造周期将更长。
光刻胶热熔法，由于它的低成本，短的处理周期，易于控制的特点已经在最近几年被证实是降低刻蚀光栅表面粗糙的好方法。
我们用这种方法去制造全息光栅是为了降低其表面的粗糙，并且能够获得更满意的结果。
这篇文章的目的是要阐述光刻胶熔融法的原理同时通过详细说明一个1200线/mm 闪耀全息光栅的技术处理与实验结果来证明这种方法的可行性。
如图1是实验的曝光光路的搭建。
光束从平面镜M2反射，并与M3反射的光干涉，两光束夹角为2θ，同时它们的干涉区就是曝光区域。
如果涂有光刻胶的衬底插入在这个区域，条纹将以空间距离d 被记录
2sin cos d λ
θδ=
λ是激光的波长，n 是相应空间的折射率，δ是衬底的法线与光束的角平分线的夹角。
基于热运动理论，当有限接触角被运用于固体表面时液滴将处于平衡状态。
杨氏模型用如下的式子描述液滴在坚实平坦，表面平整，均匀的固体上的状态。
cos AL SA LS T T T θ=-
θ是平衡接触角，AL T 是液滴的表面张力，SA T 是固体的表面张力，LS T 是固体与液体之间的界面力，这个公式完全正确地描述了K9玻璃衬底与光刻胶在融化状态的界面关系。
了K9玻璃衬底与光刻胶之间的接触角θ是个常数、它与光刻胶的化学组成、周围的空气、以及衬底的性质有关。
在实验中，输出波长为413.1nm 的Kr +离子激光用于记录在空气中空间周期为0.833微米的干涉条纹，通过合理的设计使得在δ=0，θ=14.530，涂有光刻胶的K9玻璃衬底被放置在曝光区域。
图3展示了经过适当的曝光与显影后光刻胶光栅的原子力显微镜图，从图中看到光刻胶光栅的凹槽具有一致的槽型，经过充分的显影以后凹槽被相互隔离开来，但是槽面上有很多凸起的块。
在熔化过程中，光刻胶光栅在烘烤炉中被加热，通过表面张力使表面粗糙更小。
因为光刻胶属于含有很多化学成分的非晶态聚合物，它的熔点在一个范围之内，所选用的温度范围在160-180摄氏度，加热时间为30分钟。
熔化参数的适当选择可以减小表面的粗糙，当光刻胶熔化以后，如图4所示光栅的表面结构就形成了。
从图3与图4对比发现，图4由于表面张力的缘故，其表面光滑有规律。
表面粗糙的减小是由于凸起块明显减少的原因。
它的剖面图从正弦曲线变为圆弧曲线形式。
光刻胶光栅的周期没有变，但是剖面的最大高度下降了。
由于在K9玻璃基底上光刻胶光栅的物理特性和光学性能远远优于全息光栅。
表面结构从光刻胶到K9玻璃基底转换，这步的实现可以通过Ar 离子蚀刻技术。
拥有随机闪耀角的光栅通过调节凹槽的深宽比以及离子束的入射角可以被制造出来。
剖面分析
图5展示了通过蚀刻融化了的光刻胶光栅得到的表面蚀刻光栅。
被熔化的光栅表面变得光滑，凹槽变得有规律。
表面蚀刻光栅通过真空镀铝后便制成了全息光栅。
光刻胶热熔法有低成本、制作周期短、易于实现的特点。
基于这些特点，我们已经成功的制造出了离子束蚀刻全息闪耀光栅，同时它是一个拥有优良凹槽并且可以在紫外区域使用的1200线\mm全息闪耀光栅。
实验结果表明这种光栅拥有更好的表面轮廓、低杂散光以及高衍射效率的优点。
另外这种光栅能够满足紫外光谱仪的操作要求。
这篇文章的总结为更深入的研究离子束蚀刻全息闪耀光栅的制造技术打下了坚实的基础。
