专利名称：微米级抗反射金属光栅的制备方法
技术领域：
本发明属于红外光学领域，特别涉及抗反射金属光栅的制作方法。
背景技术：
光栅是大量等宽等间距的平行狭缝或刻痕构成的光学元件，大体上分为反射光栅和透射光栅两种。由于金属光栅的衍射等特性，使其在红外波段的反射率大大低于金属，透过率增加，为制备红外光学器件提供了条件。专利200810023911提供了一种基于纳米压印技术制备的自支撑透射金属光栅的方法，光栅无衬底支撑，周期为1 40微米。构成光栅的金属是金，金属线条强度大。其制备过程主要包括在硅基片的背面涂光刻负胶，采用曝光显影工艺在负胶上形成与光通口径大小一致的窗口，露出基片；在基片的正面采用镀金属薄膜，并涂纳米压印胶的传递层和紫外光固化压印层，采用纳米压印技术，把具有光栅图案的模板压入纳米压印胶中；通过反应离子刻蚀工艺把紫外光固化压印层的光栅结构传递到传递层，光栅结构传递至露出的金属薄膜；以金属薄膜作为阳极，有光栅图案的基片为阴极，用电化学镀膜工艺，在光栅空白处露出金属薄膜的部分沉积光栅金属；溶解传递层，即在金属薄膜上形成光栅；基片背面腐蚀除去光刻胶未覆盖的光通窗口处的基片材料，形成光通窗口，使金属结构镂空。利用该方法制备的光栅优点在于没有衬底，栅条与空白处的反射率差别大，但缺点是制作方法复杂，且光栅面积太小。专利200410009488公开了一种反射式金属光栅的制作方法，其特征在于用光化学方法直接对精密加工的金属基板进行腐蚀。其制作步骤为对金属基板光栅面进行精密加工，然后在精密加工后的表面上涂上均勻厚度的光刻胶，前烘去除光刻胶中的稀释剂后在基板上放置光栅模板并进行曝光，再用显影液进行离心显影，烘烤后在狗(13中腐蚀成型，最后清洁光栅表面。用此方法制作的反射式金属光栅结构简单、成本低、强度高、线条牢固度好。其缺点在于光栅槽深不可调节，周期大，光栅条纹宽。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单方便的制作具有良好抗反射性能的光栅的方法。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，微米级抗反射金属光栅的制备方法，其特征在于，包括下述步骤1)磁控溅射镀膜；2)在膜正面涂覆光刻正胶；3)烘烤去除光刻胶的稀释剂；4)曝光，然后烘烤使图形固定；5)腐蚀多余的金属；6)使用丙酮溶解光刻胶；
7)清洗光栅后干燥。步骤4)中，采用双面对照曝光机曝光6秒，烘烤30分钟；步骤5)中，以摩尔比1 1 6的比例调配硝酸、磷酸和冰醋酸的混合溶液，用该溶液腐蚀多余的金属。本发明技术制备出的金属光栅在红外波段反射率比原有金属反射率降低50%左右，且具有类似滤波的特性。本发明与现有技术相比，优点在于(1)金属光栅采用溅射镀膜，光栅厚度只有纳米级，且由于溅射时间和膜厚成正比，故可以轻易的通过溅射时间来控制光栅厚度；(2)制作光栅的工艺简单，只需一次曝光腐蚀，直接成型；(3)光栅的基片为K9玻璃，腐蚀和显影需要的材料都是普通化学药品，制作成本低；(4)光栅精度高，线条直，周期和缝宽都可以通过掩膜板图形直接控制。
图1为本发明的结构示意图。图中1为金属条，2为玻璃基片。
具体实施例方式磁控溅射是为了在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率。通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率的方法。磁控溅射本身系成熟的工艺，本发明采用该工艺作为光栅镀膜在膜正面涂覆光刻正胶，烘烤15分钟去除光刻胶的稀释剂；采用双面对照曝光机曝光6秒，烘烤30分钟使图形固定；以摩尔比1 1 6的比例调配硝酸、磷酸和冰醋酸的混合溶液，并用该溶液腐蚀多余的金属；使用丙酮溶解光刻胶，用去离子水清洗光栅后甩干，得到样品。光栅的金属厚度可以依据需求自行设定。说明书已经充分说明了本发明的原理及必要技术细节，普通技术人员能够依据说明书加以实施，故对于更具体的技术细节不再赘述。
权利要求
1.微米级抗反射金属光栅的制备方法，其特征在于，包括下述步骤1)磁控溅射镀膜；2)在膜正面涂覆光刻正胶；3)烘烤去除光刻胶的稀释剂；4)曝光，然后烘烤使图形固定；5)以摩尔比1 1 6的比例调配硝酸、磷酸和冰醋酸的混合溶液，用该溶液腐蚀多余的金属；6)使用丙酮溶解光刻胶；7)清洗光栅后干燥。
2.如权利要求1所述的微米级抗反射金属光栅的制备方法，其特征在于， 步骤4)中，采用双面对照曝光机曝光6秒，烘烤30分钟。
全文摘要
微米级抗反射金属光栅的制备方法，属于红外光学领域本发明包括下述步骤1)磁控溅射镀膜；2)在膜正面涂覆光刻正胶；3)烘烤去除光刻胶的稀释剂；4)曝光，然后烘烤使图形固定；5)腐蚀多余的金属；6)使用丙酮溶解光刻胶；7)清洗光栅后干燥。本发明技术制备出的金属光栅在红外波段反射率比原有金属反射率降低50％左右，且具有类似滤波的特性。
文档编号G03F7/40GK102540297SQ201110411428
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月12日 优先权日2010年12月15日
发明者卓丽霞, 唐武, 翁小龙, 邓龙江, 陈良 申请人:电子科技大学