专利名称：中心对称连续衍射元件掩模微结构图形转移方法
技术领域：
本发明涉及一种图形转移方法，具体地说是一种采用反应离子束刻蚀法 将中心对称连续衍射元件掩模微结构图形转移的方法。
背景技术：
连续衍射光学元件应用于光学系统有利于减轻重量、减小体积、简化光 学系统和提高成像质量。目前，由于受到制作手段的限制，国内大部分研究 单位只能进行二元光学元件制作，连续衍射光学元件的制作技术还有待完善， 特别是连续衍射光学元件连续微结构图形转移是连续衍射光学元件制作的难 点之一。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种中心对称连续衍射元 件掩模微结构图形转移的方法，它可将光刻胶层上的中心对称连续微结构图 形转移到基片表面，形成连续衍射光学元件；具有工艺简单、周期短、成本 低等优点，采用该方法制作的连续衍射光学元件精度高、衍射效率高，工艺 稳定，适合工业化生产。
实现本发明目的的具体技术方案是
一种中心对称连续衍射元件掩模微结构图形转移方法，它采用反应离子 束刻蚀法将连续衍射光学元件掩模光刻胶层上的中心对称连续微结构图形转 移到基片表面，其具体包括以下步骤
a、设定刻蚀速率比
光刻胶版掩模在制作过程中，坚模工序的温度在11(TC 13(TC，设定光
刻胶层与基片的刻蚀速率比在1. 5 3 : 1;
b、 设定刻蚀工艺参数
① 、选用六氟化硫(SFe)为刻蚀气体，流量为30 45sccm/min;
② 、射频功率10 80W;
③ 、反应腔腔压2. 8 3. 5Pa。
c、 刻蚀转移
采用反应离子束刻蚀设备，输入刻蚀工艺参数，将光刻胶层的中心对称 连续微结构图形刻蚀转移到基片表面。 本发明的有益效果是
(1) 、整个过程自动化控制，工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合 格率高。
(2) 、由于采用反应离子束刻蚀法进行微结构图形转移，提高了图形转 移精度，并由此可提高相应连续衍射光学元件的衍射效率。
具体实施例方式
实施例
(1)设定刻蚀速率比 光刻胶版掩模在制作过程中，坚模工序温度会影响微结构图形的刻蚀速 率和质量，因此通过测定最佳刻蚀速率比，可以确定合适的坚模温度。坚膜 温度在8(TC 10(TC时，光刻胶的有机溶剂残留较多，光刻胶抗刻蚀能力差， 刻蚀速率比低。坚膜温度在13(TC 150。C时，有机溶剂得到了有效去除，光 刻胶抗刻蚀能力提高，刻蚀比增大，但此时由于坚膜温度过高会破坏光刻胶 面形、使得光刻胶脱裂，甚至造成光刻胶炭化。坚膜温度为11(TC 13(TC时， 刻蚀速率稳定，刻蚀表面光洁。因此，坚膜温度为110。C 13(TC范围时，设 定光刻胶层与基片的刻蚀速率比在1. 5 3 : 1。
(2) 设定刻蚀工艺参数
① 、气体成分和气体流量
按照选用刻蚀气体能否提供有效刻蚀的活性粒子并获得刻蚀的方向性的
原则，选择对石英具有较高刻蚀速率和高度各向异性的SFe作为主刻蚀气体， 考虑到气体流量对刻蚀速率和腔体压力的综合影响，通过实验确定SFe的流
量为30 45sccm/min。
② 、射频功率
射频功率决定了反应腔活性粒子的浓度、等离子体所具有的能量和等离 子鞘层所形成的自偏压，因而会影响刻蚀速率和光洁度。射频功率过大会导 致光刻胶被高能粒子烧焦而炭化，烧焦的光刻胶和其它聚合物容易沉积在上 面，极难去掉，这会减缓刻蚀率。同时，光刻胶和基片由于物理溅射作用过 强，表面光洁度差；综合考虑，射频功率设定在10 80W。
③ 、反应腔腔压
反应腔腔压会影响气体的放电特性、活性粒子和离子形成速率以及自偏 压。腔压的高低决定了离子运动的自由程，直接影响刻蚀的各向异性。实验
发现使用SFe反应刻蚀，工作腔压最佳在2.8Pa 3.5Pa范围，范围之外的腔 压会影响刻蚀的陡直度。
(3) 刻蚀转移
采用反应离子束刻蚀设备，输入刻蚀工艺参数，将光刻胶层的中心对称 连续微结构图形刻蚀转移到基片表面。
权利要求
1、一种中心对称连续衍射元件掩模微结构图形转移方法，其特征在于它采用反应离子束刻蚀法将连续衍射元件掩模光刻胶层上的中心对称连续微结构图形转移到基片表面，其具体包括以下步骤a、设定刻蚀速率比光刻胶版掩模在制作过程中，坚模工序的温度在110℃～130℃，设定光刻胶层与基片的刻蚀速率比在1.5～3∶1；b、设定刻蚀工艺参数①、选用六氟化硫(SF6)为刻蚀气体，流量为30～45sccm/min；②、射频功率10～80W；③、反应腔腔压2.8～3.5Pa；c、刻蚀转移采用反应离子束刻蚀设备，输入刻蚀工艺参数，将光刻胶层的中心对称连续微结构图形刻蚀转移到基片表面。
全文摘要
本发明公开了一种中心对称连续衍射元件掩模微结构图形转移方法，它采用反应离子束刻蚀法将连续衍射光学元件掩模光刻胶层上的中心对称连续微结构图形转移到基片表面，具体包括设定刻蚀速率比；设定刻蚀工艺参数；刻蚀转移等步骤。本发明整个过程自动化控制，工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高；由于采用反应离子束刻蚀法进行微结构图形转移，提高了图形转移精度和相应衍射元件的衍射效率。
文档编号G03F7/00GK101191999SQ20071017046
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者刘宏开, 叶自煜, 李锦磊, 杜春雷, 熊玉卿, 王多书, 罗崇泰, 邓启凌, 邱传凯 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一○研究所