Способ изготовления дифракционных оптических элементов

 

Способ изготовления дифракционных оптических элементов заключается в послойном нанесении фоторезистивных слоев, каждый из которых подвергают операциям засветки через соответствующий шаблон, проявления и задубливания. При этом формирование ступенчатого рельефа начинают со второй ступени, а после получения всех ступеней на них наносят дополнительный маскирующий слой фоторезиста, устойчивый к анизотропному травлению, засвечивают его через соответствующий шаблон, после чего осуществляют анизотропное травление с формированием первой ступени и вертикальной стенки рельефа на границах разрыва фазовой функции. Технический результат - изготовление дифракционных оптических элементов с повышенной точностью микрорельефа на границах разрыва функции любой конфигурации. 9 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для создания сложных дифракционных оптических элементов (ДОЭ) - линз Френеля, киноформов, фокусаторов, корректоров и т.д.

Известен способ изготовления оптических структур по заявке RU №95109839 от 12.04.95 (БИ №34, 1996), в которой по меньшей мере в ходе одной операции маскирования с последующей операцией травления на поверхности субстрата образуют ступенчатую, оптически эффективную, основную структуру, которую затем в ходе операции плавления нагревают электронным лучом в вакуумной камере и выравнивают с помощью капиллярных поверхностных сил.

Недостатками данного способа являются наличие операций травления, которые уменьшают точность воспроизведения оптических структур за счет подтравливания, а так же сложность и дороговизна технологического процесса.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является изобретение по патенту US №5815327 от 29.09.98, МПК G 02 В 3/08.

В данном изобретении способ изготовления линз Френеля основан на формировании множества кольцеобразных структур методом фотолитографии, причем каждое из внешних колец выше предыдущего.

Недостатком этого изобретения является низкая точность изготовления микрорельефа на внешних сторонах колец (на границах разрыва функции), связанная с неконтролируемостью нанесения фоторезиста на внешнюю сторону колец, а также возможность изготовления только кольцеобразных структур.

Поставлена задача - разработать способ изготовления ДОЭ с повышенной точностью микрорельефа на границах разрыва функции любой конфигурации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления дифракционных оптических элементов, включающем послойное нанесение фоторезистивных слоев, каждый из которых подвергают операциям засветки через соответствующий шаблон, проявления и задубливания, согласно изобретению формирование ступенчатого рельефа начинают со второй ступени, а после получения всех последующих ступеней наносят дополнительный маскирующий слой фоторезиста, устойчивый к анизотропному травлению, после чего осуществляют анизотропное травление с формированием первой ступени и вертикальной стенки рельефа на границах разрыва фазовой функции.

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, где

на фиг.1-6 показан последовательный процесс образования рисунка на подложке,

на фиг.7 - показан процесс засветки последнего слоя фоторезиста с целью получения первой ступени микрорельефа ДОЭ,

на фиг.8 - показан полученный микрорельеф ДОЭ,

на фиг.9 - профилограмма микрорельефа ДОЭ.

На чертежах цифрами обозначены 1 - подложка, 2, 3, 5, 6 - слои фоторезиста, 7 - слой фоторезиста, устойчивого к анизотропному травлению, 4, 8, 9 - соответствующий слою фотошаблон.

Способ осуществляют следующим образом.

Первый слой фоторезиста 2 наносят на подложку 1 и подвергают операции задубливания (фиг. 1). После задубливания слой 2 становится невосприимчивым к засвечивающему излучению. Затем, для формирования второй ступени дифракционного микрорельефа, наносят слой 3, который засвечивают через соответствующий фотошаблон 4, проявляют и также задубливают (фиг.2, 3). Повторяя описанную процедуру необходимое количество раз, используя соответствующий слою фотошаблон 8, получают ступенчатую аппроксимацию непрерывного фазового рельефа ДОЭ (фиг.4, 5, 6). Затем на полученную структуру наносят маскирующий слой фоторезиста, устойчивого к анизотропному травлению (фиг.7) и засвечивают его через фотошаблон 9. После проявления полученную структуру подвергают операции анизотропного травления, например, плазмохимичеким методом, формируя первую ступень микрорельефа ДОЭ и вертикальную стенку рельефа на границах разрыва фазовой функции. Количество слоев аппроксимации определяется конкретными требованиями, предъявляемыми к эффективности ДОЭ.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления ДОЭ позволяет повысить точность изготовления микрорельефа на границах разрыва фазовой функции любой конфигурации и расширить его технологические возможности.

Формула изобретения

Способ изготовления дифракционных оптических элементов, включающий послойное нанесение фоторезистивных слоев, каждый из которых подвергают операциям засветки через соответствующий шаблон, проявления и задубливания, отличающийся тем, что формирование ступенчатого рельефа начинают со второй ступени, а после получения всех ступеней на них наносят дополнительный маскирующий слой фоторезиста, устойчивый к анизотропному травлению, засвечивают его через соответствующий шаблон, после чего осуществляют анизотропное травление с формированием первой ступени и вертикальной стенки рельефа на границах разрыва фазовой функции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9