Способ изготовления линзовых растров

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗОВЫХ РАСТРОВ с гексагональным расположением центров линз, включающий нанесение на подложку пленки маскирзтощего покрытия, формирование в указанной пленке сквозных отверстий, травление материала подложки через сквозные отверстия и последующее удаление маскирующего покрытия, отличающийся тем, что, с целью исключения пробельных участков между элементами растра и получения этих элементов в виде линз с шестиугольным основанием, травление подложки производят на глубину 1,12 высоты профиля линз при диаметре сквозных отверстий, равном 1/3 -. 2/3 периода линзового растра, а после удаления маскирующего покрытия дополнительно проводят травление полученного рельефаподложки до об разования профиля линз. {lan ч1 Од СО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((!) SU ()!) 4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3316232/29-33 (22) 22.06.81 (46) 30.03.85. Бюл. № 12 (72) Н.Н. Яцевич и Н.В. Иевлик (53) 666.1.053.63(088.8) (56) 1. Колосов А.И., Лаврентьева А.Г.

Изготовление печатных форм. N., "Искусство", 1963 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗОВЫХ РАСТРОВ с гексагональным расположением центров линз, включающий нанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование в указанной пленке сквозных отверстий, травление материала подложки через сквозные отверстия и последующее удаление маскирующего покрытия, отличающийся тем, что, с целью исключения пробельных участков между элементами растра и получения этих элементов в виде линз с шестиугольным основанием, травление подложки производят на глубину 1,12 высоты профиля линз при диаметре сквозных отверстии, равном 1/3 -.

2/3 периода линзового растра, а после удаления маскирующего покрытия дополнительно проводят травление полученного рельефа подложки до об разования профиля линз.

11476

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в производстве линзовых растров.

Известен способ изготовления раст- 5 ровых клише способом травления, согласно которому на поверхность подложки, подлежащей травлению, наносят пленку маскирующего покрытия, затем фотолитографическим путем по- 1р .лучают в ней элементы растровой структуры в виде сквозных отверстий, травят маТериал подложки через эти отверстия и удаляют маскирующее покрытие. Отрицательные растровые элементы выполняют с круглыми, квадратными и другими основаниями, а между основаниями сохраняют пробельные участки. Если выполнить такие элементы с отражающей поверхностью и, gp например, гексагональным расположением центров, то клише может рабо- тать как отражательный растр (1 j.

Однако качество воспроизводимого изображения — невысокое, так как. про-р5 филь элементов не имеет линзовой формы (сферической или асферической) и между растровыми элементами имеются пробельные участки, Цель изобретения — исключение пробельных участков между элементами растра и получение этих элементов в виде линз с шестиугольным основанием.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления 35 линзовых растров, включающему нанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование в названной пленке сквозных отверстий, травление материала подложки через сквозные отверстия и последующее удаление маскирующего покрытия, травление подложки производят на глубину 1,1-2 высоты профиля линз при диаметре сквозных отверстий, равном

1/3 — 2/3 периода линзового растра, а после удаления маскирующего покрытия дополнительно проводят травление полученного рельефа подложки до образования профиля линз. 50

На фиг. 1 изображен исходный рисунок на фотошаблоне; на фиг. 2— получаемый рельеф по подложке; на фиг. 3 - сечение линзы А-А на фиг.2.

Период 1ш расположения исходных 55 элементов 1 на основании фотошаблона (фиг. 1) равен периоду tp разме" щения линз 1 на подложке 2 линзового

99 2 растра (фиг. 2). Готовые линзы полу- чены со сферическим и асферическим профилем вращения и шестиугольным основанием.

При травлении с маскирующим покрытием наибольшая скорость удаления материала подложки происходит в цент.ральной части отверстия, а по мере удаления от центра скорость уменьшается. В результате протравленные на глубину отверстия имеют сферическое или асферическое дно с несколько уменьшенными по сравнению с профилем линз радиусами. После удаления маскирующего покрытия наибольшая скорость травления имеет место уже у края отверстий и самих пробельных участков, в результате происхо— дит образование профиля линз высотой h (фиг 3)

Глубина травления через маскирующая пленку устанавливается экспериментально в зависимости от радиуса сферы элементарной линзы. Однако во всех случаях при уменьшении радиуса сферы и при одном и том же периоде требуемая глубина возрастает.

Основаниями линз данного растра являются правильные шестиугольники с исключительно прямыми сторонами, если смотреть на них сверху, причем повторяемость профиля от линзы к линзе по всему полю растра — высокая.

По данному способу получают растровые матрицы, глубина рельефа которых превышает высоту линз.

Тиражирование растров на этих матрицах производят тиснением пластических, полимерных и других материалов с использованием эффекта поверхностного натяжения, причем основания линз получают гексагональной формы с отсутствием пробельных участков между ними, а сам профиль линз представляет сферическую или асферическую поверхность.

Во всех случаях полученные растры имеют высокую стабильность параметров профиля линз по полю.

Пример 1. На отполированную и очищенную от загрязнения поверхность подложки из оптического стекла

К8 в вакуумной установке при нагрео ве подложки до температуры 250 С и давления 2 ° 10 мм рт.ст. наносят

Ь пленку металлического хрома толщиной 0,1-0 5 мкм. Затем на центрифугирующей установке на пленку хрома наносят позитивный фоторезист ФП-383

1147

По предлагаемому способу изготовлены линзовые растры непосредствен3 толщиной 0,6-0,8 мкм и сушат его.

Далее,на пленку фоторезиста помещают фотошаблон, имеющий прозрачные для лучей света участки в виде дисков диаметром 1/3 периода растра, что составляет 0,10 мм, расположенные на прозрачном основании, и фотолитографическим путем вскрывают в фоторезисте круглые окна. Потом через эти окна производят травление хрома на 10 глубину в соляной кислоте, удаляют фоторезист и через окна в пленке хрома травят поверхность стекла в плавиковой кислоте на глубину 2 вы- . соты профиля линз, что составляет

5 мкм. После этого удаляют пленку хрома в соляной кислоте и производят повторное травление .уже всей поверхности подложки до получения профиля линз. 20

Достигнутое разрешение по оптической оси линз из стекла составляет

270 мм " (разрешение определяется без диафрагмирования линз) на всем рабочем поле линзового растра 80х80 мм.

Пример 2. На отполированную и очищенную от загрязнения поверхность подложки из латунного сплава

ЛС59 наносят пленку негативного фоторезиста ПВС. Затем на пленку помещают фотошаблон, имеющий непрозрачные для лучей света участки в виде дисков диаметром 2/3 периода растра, что составляет 0,1 мм, расположенные на прозрачном основании, и фотолитографическим путем вскрывают в фоторезисте круглые окна. Затем через эти окна производят травление на глубину 1,1 высоты профиля линз, что составляет 20 мкм, латунного сплава

40 подложки в хлорном железе при 30—

40 С, удаляют фотореэист и вновь трао, вят ту же поверхность подложки в том же травителе до образования профиля линз. Далее в вакуумной установ45 ке при давлении 2 -10 мм рт.ст. и нагреве подложки до температуры 300 С наносят на поверхность линз отражающую .пленку алюминия толщиной 0,1

0 5 мкм. Получают рабочее поле линзовых растров 120 х 120 мм.

В процессе травления периодически производят визуальный осмотр рельефа с помощью микроскопа при увеличении порядка 200 . Качество поверхности линз — высокое.

699 4 но на плоской поверхности линз из оптического стекла, т.е. исходными подложками в данном случае были линзы. Качество линзовых растров здесь также высокое.

Размеры круглых окон в маскирующей пленке и глубину предварительного травления устанавливают экспериментально. При этом замечено, что наилучшее качество профиля линз получается тогда, когда диаметр окон в пленке маскирующего покрытия равен

1/3 — 2/3 периода растра, а глубина травления через эти окна находится в пределах 1,1-2 высоты профиля линз

Если числовые параметры выходят .эа эти пределы, то получить сферический или асферический профиль линз не удается . По данному способу получают растры с периодом О, 1-0,5 мм (другие периоды не исследовались).

Однако минимальный период, который может быть достигнут по данному способу, определяется разрешающей способностью применяемых фотоматериалов или других маскирующих покрытий.

Изготовлено несколько линзовых растров из полупроводникового материала — кремния. Размер пластин: диаметр — 80 мм, толщина 0,5 мм.

На рельефную поверхность пластин наносят отражающее покрытие в виде пленки алюминия. Эти растры имеют также высокие оптические параметры.

В полученных по данному способу растрах при 200-кратном увеличении наблюдается правильная шестиугольная форма оснований линз, если смотреть на них сверху. Пробельные участки между линзами составляют.не более 5 мкм (в основном на стыке трех линз) .

Ф

Процесс получения растров по данному способу может быть механизирован ! и даже автоматизирован не только на плоских подложках, но и на оптических компонентах из стекла (линзах, призмах и т.п.). Это дает возможность значительно повысить производительность труда, так как исключаются в ряде случаеь плоские подложки с нанесенным на них линзорастровым рель" ефом.

Приборами, полученными по указанному способу, намечается оснастить, в первую очередь, технологические процессы, применяемые в производстве

1147699

Составитель О, Самохина

Редактор Л. Авраменко Техред Л.Мартяшова КорректорС. Шекмар

Заказ 1490/23 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 микросхем частного применения, изделий в микроминиатюрном исполнении, плат печатного монтажа,что даст возможность увеличить производительность труда на данных операциях и снизить зри.— тельное и общее утомление операторов.