Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур

Авторы патента:

G03F7/00 - Фотомеханическое, например фотолитографическое, изготовление рельефных (текстурированных) поверхностей или поверхностей с рисунком, например печатные поверхности; материалы для этих целей, например содержащие фоторезисты; устройства, специально приспособленные для этих целей (использующие фоторезистные структуры для специальных процессов см. соответствующие подклассы, например B44C,H01L, а также рубрики, например H01L 21/00,H05K)

Владельцы патента RU 2620932:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) (RU)

Использование: для создания дифракционных оптических элементов видимого и ультрафиолетового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур заключается в том, что на тонкопленочные титановые слои, напыленные на подложку из прозрачного материала, посредством растрового лазерного микроскопа воздействуют сканирующим лазерным излучением, что приводит к возникновению оксидных микроструктур титана, на подложке с нанесенным на нее топологическим рисунком микроструктура формируется путем термического окисления пленки молибдена толщиной не менее 15 нм при температуре 450-550°С. Технический результат: обеспечение возможности формирования фазовой микроструктуры на поверхности подложки без применения ионно-реактивного травления, что обеспечивает сокращение времени технологического цикла и количества технологических операций. 1 табл.

Способ относится к оптическому приборостроению и может быть использован для создания дифракционных оптических элементов видимого и ультрафиолетового диапазона - линз Френеля, фокусаторов, корректоров и др.

Известен способ изготовления металлической микроструктуры по патенту RU №2528522 от 26.05.2010, опубл. 20.09.2014, МПК C25D 1/00, в котором на подложку с токопроводящим слоем наносят фоточувствительную смолу. Затем методом литографии в смоле создается топологический рисунок. Через открытые участки проводящей поверхности подложки гальваническим способом осаждают слой металла до верхней поверхности фоточувствительной смолы.

Недостатками данного способа являются наличие механической обработки наружной поверхности смолы с целью получения микроструктуры заданной высоты, а также возможность изготавливать только крупные элементы из-за низкого предельного разрешения смолы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ изготовления структур с субмикронными размерами по патенту DE 19544295 A1 от 28.11.1995, опубл. 05.06.1997, МПК D01J 19/02, B23K 26/34, заключающийся в том, что на тонкопленочные титановые слои, напыленные на подложку из прозрачного материала, посредством растрового лазерного микроскопа воздействуют сканирующим лазерным излучением, что приводит к возникновению оксидных микроструктур титана.

Основным недостатком данного способа является несущественный рост высоты микроструктуры после окисления - менее, чем в 2 раза по сравнению с толщиной исходной пленки металла.

Поставлена задача: сократить время технологического цикла и количество технологических операций, обеспечить необходимую высоту формируемых микроструктур и снизить себестоимость их изготовления.

Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемом способе микроструктуры формируются путем термического окисления пленки молибдена толщиной не менее 15 нм при температуре 450-550°C, что в отличие от трудоемкого ионно-реактивного способа травления позволяет упростить и ускорить процесс формирования микроструктур оптических элементов видимого и ультрафиолетового диапазона длин волн.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. На поверхность диэлектрической подложки методом магнетронного распыления в вакууме наносится слой молибдена толщиной не менее 15 нм, чтобы не нарушить сплошность пленки. Верхняя граница толщины определяется необходимой высотой микроструктуры и обычно не превышает 100 нм. Затем в пленке любым способом формируется топологический рисунок оптического элемента. После этого образец помещается в печь и выдерживается при температуре 450-550°C. При температуре ниже 450°C процесс роста микроструктуры прекращается. При температуре выше 550°C оксид молибдена чрезмерно быстро испаряется и материал основания растрескивается.

В результате термической обработки пленка металла окисляется, за счет чего ее толщина увеличивается до трех раз. Необходимо использовать подложки, не меняющие своих оптических свойств в широком диапазоне температур (например, кварц, стекло). Полученное изделие можно использовать как фазовый оптический элемент, а также как контактную маску для селективной передачи микрорельефа в подложку.

Высота микроструктуры h зависит от времени выдержки в печи t и определяется по формуле:

где k_c - константа скорости химической реакции, R - универсальная газовая постоянная, C₀ - концентрация окислителя, E_a - энергия активации реакции окисления молибдена.

Пример. На стеклянные оптически гладкие подложки, размером 50×50×3 мм магнетронным способом наносятся пленки молибдена толщиной 70 нм. Затем подложки структурировались фотолитографическим способом. Фотошаблон выполнен в виде линейчатой решетки с переменным периодом. Затем образцы выдерживаются в муфельной печи при температуре 500°C. Зависимость высоты микроструктуры от времени выдержки приведена в таблице 1. Чрезмерное увеличение времени выдержки приводит к уменьшению высоты микроструктуры и появлению шероховатости. Исходя из того, что показатель преломления оксида молибдена составляет 3,7 в видимом диапазоне длин волн, полученные высоты (толщины) фазовой дифракционной микроструктуры позволяют решить большинство задач дифракционной оптики.

Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур, заключающийся в том, что на тонкопленочные титановые слои, напыленные на подложку из прозрачного материала, посредством растрового лазерного микроскопа воздействуют сканирующим лазерным излучением, что приводит к возникновению оксидных микроструктур титана, отличающийся тем, что на подложке с нанесенным на нее топологическим рисунком микроструктура формируется путем термического окисления пленки молибдена толщиной не менее 15 нм при температуре 450-550°С.

Использование: для формирования контрастного изображения рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что используют шаблон, который освещают рентгеновским излучением по нормали для получения контрастного рентгеновского изображения, при этом в качестве шаблона используют монокристаллическую поверхность с необходимой топологией микроотверстий, через которые проходит монохроматическое рентгеновское излучение, приобретая форму распределения контрастного изображения, согласованную с топологией микроотверстий, которое далее облучает обрабатываемую поверхность, а рентгеновское излучение, попадающее на монокристаллическую поверхность рентгеношаблона, отражается от нее под брэгговским углом, кроме того, рентгеновское излучение может направляться под необходимым углом с изменением энергии излучения для выполнения условия Брэгга.

Способ и устройство для изготовления маски для лазерной установки для получения микроструктур // 2580901

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и касается способа и устройства для изготовления масок и диафрагм лазерной установки для создания микроструктур на поверхности твердого тела.

Способ формирования полимерных шаблонов наноструктур разной геометрии // 2574527

Использование: для формирования наноразмерных полимерных шаблонов с контролируемыми геометрическими параметрами в микро- и наноэлектронике. Сущность изобретения заключается в том, что способ формирования полимерных шаблонов наноструктур разной геометрии, включает формирование цифрового шаблона наноструктур, перенос этого шаблона на поверхность позитивного резиста, нанесенного на подложку, проявление резиста, в качестве подложки наряду с полупроводниковыми используются подложки, покрытые металлом, при этом шаблоны в форме наноразмерных колец формируют одноточечным экспонированием позитивного резиста электронным пучком диаметром 2 нм и дозой в диапазоне от 0.2 пКл до 100 пКл на точку, а шаблоны наноструктур сложной формы и высокого разрешения формируют последовательным точечным экспонированием позитивного резиста с шагом от 5 до 30 нм с увеличением средней скорости экспонирования до 10 раз.

Фотополимерная композиция с записывающими мономерами на основе сложных эфиров // 2568189

Изобретения касаются фотополимерной композиции, включающей полимеры матрицы, записывающие мономеры и фотоинициаторы, и применения этой фотополимерной композиции для изготовления голографических сред.

Система для магнитного экранирования // 2558646

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой систему магнитного экранирования аппарата литографии пучками заряженных частиц. Система содержит первую камеру, вторую камеру и набор из двух катушек.

Способ наноструктурирования поверхности диэлектрической подложки с помощью ближнепольной литографии // 2557677

Изобретение относится к способам лазерного наноструктурирования поверхности. Способ включает в себя формирование ближнепольной маски на поверхности диэлектрической подложки и облучение полученной структуры импульсом фемтосекундного лазера.

Способ изготовления амплитудных дифракционных оптических элементов и масок для изготовления фазовых структур // 2556313

Способ относится к оптическому приборостроению и касается способа изготовления дифракционных оптических элементов и масок для изготовления фазовых структур. Способ включает нанесение молибденовой пленки толщиной 35-45 нм на поверхность диэлектрической подложки с последующим воздействием на нее сфокусированным лазерным излучением.

Светочувствительный слоистый полимер и его термическая обработка // 2554935

Изобретение относится к вариантам способа проявления светоотверждающейся заготовки печатной формы с целью формирования рельефной структуры, содержащей множество рельефных точек.

Опорная структура подложки, прижимной подготовительный блок и установка для литографии // 2552595

Изобретение относится к области литографии и касается опорной структуры подложки. Прижатие подложки к поверхности опорной структуры осуществляется посредством капиллярного слоя жидкости.

Фотолитографический интерференционный способ создания наноразмерных двумерно-периодических структур на светочувствительном образце произвольной площади // 2548943

Использование: для изготовления рельефных поверхностей. Сущность изобретения заключается в том, что фотолитографический интерференционный способ включает в себя формирование трех когерентных пучков света и получение их двумерно-периодической картины интерференции, первые два когерентных пучка формируют в одной плоскости падения, а третий пучок формируют в плоскости, перпендикулярной первой, интенсивность первых двух пучков одинаковая, а интенсивность третьего пучка в два раза больше, чем интенсивность первого пучка.

Способ улучшенного отверждения поверхности форм для флексографской цифровой печати // 2621769

Изобретение относится к светоотверждающемуся элементу для печати рельефных изображений и способу его изготовления. Светоотверждающийся элемент содержит несущий слой, один или несколько светоотверждающихся слоев, находящихся на несущем слое, удаляемый лазерным излучением маскирующий слой и, необязательно, съемный защитный лист. Светоотверждающиеся слои содержат связующее вещество, один или несколько мономеров, фотоинициатор и добавку, выбранную из группы, включающей фосфиты, аминосоединения простых тиоэфиров и сочетания одного или нескольких из перечисленного. Маскирующий слой находится на одном или нескольких светоотверждающихся слоях и содержит непроницаемый для излучения материал. Светоотверждающийся элемент для печати рельефных изображений обеспечивает улучшенное отверждение поверхности элементов для цифровой печати рельефных изображений. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 14 ил.,1 табл.

Способ получения нанолитографических рисунков с фрактальной структурой со сверхразвитой поверхностью // 2624983

Использование: для получения нанолитографических рисунков с фрактальной структурой со сверхразвитой поверхностью. Сущность изобретения заключается в том, что способ заключается в том, что с помощью метода локального анодного окисления путем приложения напряжения между перемещающимся зондом сканирующего зондового микроскопа и полупроводниковой подложкой формируется нанолитографический рисунок, дополнительно на подложку наносят пленкообразующий золь на основе алкоксисоединений кремния, полученный в рамках методов золь-гель технологии, после чего проводят отжиг, в результате чего в местах проведения локального анодного окисления образуются фрактальные структуры со сверхразвитой поверхностью. Технический результат: обеспечение возможности формирования нанолитографических рисунков с фрактальной структурой со сверхразвитой поверхностью. 3 ил.

Полимерный материал для оптической записи информации на основе прекурсоров флуоресцирующих соединений и способ получения этих соединений // 2643951

Изобретение относится к области светочувствительных материалов, применяющихся для записи информации на многослойных оптических дисках с флуоресцентным считыванием. Описывается полимерный материал для оптической записи информации на основе новых прекурсоров флуоресцирующих соединений ряда 7-диэтиламино-3-(2,3-дигидро-1,3-бензтиазол-2-ил)кумарина формулы (I), указанной в описании, в оптически прозрачном полимере. Прекурсоры (I), содержащие при азоте в бензтиазоле радикал R, где R= -C(O)H или -C(O)CH3, получают ацилированием 7-диэтиламино-3-(2,3-дигидро-1,3-бензтиазол-2-ил)кумарина уксусным ангидридом или смешанным ангидридом уксусной и муравьиной кислот. 7-Диэтиламино-3-(2,3-дигидро-1,3-бензтиазол-2-ил)кумарин получают конденсацией 3-формил-7-диэтиламинокумарина с избытком 2-аминотиофенола в абсолютированном этаноле в атмосфере аргона при 15-35°C. Изобретение обеспечивает новые необратимые фоточувствительные материалы, не требующие применения фотогенераторов кислотности, с высокой интенсивностью флуоресценции при облучении. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 9 пр.

Световая установка для обеспечения света для обработки объекта // 2644599

Cветовая установка для обеспечения света для обработки объекта содержит кольцо источников света для генерации обрабатывающего света для обработки объекта, блок отображения, который отображает кольцо источников света на рабочую плоскость, в которой находится обрабатываемый объект. Кольцо источников света и блок отображения сконфигурированы так, что проекции изображений источников света в рабочей плоскости распределены эквидистантно вдоль оси, принадлежащей указанной плоскости. Технический результат заключается в обеспечении высококачественного отображения посредством относительно небольшого и технически простого оптического элемента, что в свою очередь обеспечивает уменьшение габаритов световой установки, которая может быть использована для лазерной печати. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.