一种微透镜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微透镜的制备方法，包括以下步骤：准备基板和具有透光孔的光刻版、且两者具有一定间距；在基板的蚀刻侧匀上光刻胶；光刻版向基板移动并输出变化的曝光量，位于光刻版遮光区的光刻胶处于光衍射的辐射中，随着光刻版与光刻胶间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，使光刻胶本被遮光的区域形成边沿具有曲度的曝光区域，由此曝光显影后在基板上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌；对基板进行等离子体刻蚀，将光刻胶形貌复制到基板上以成型微透镜。利用光衍射原理对光刻胶进行形貌修饰、并得到光刻胶形貌，加工工序简单可控，微透镜的成型一致性高，有效提高了工作效率，且成本低，适用于微小尺寸微透镜的成型。

【技术实现步骤摘要】
一种微透镜的制备方法
本专利技术属于微透镜加工
，尤其涉及一种微透镜的制备方法。
技术介绍
现阶段，对于透镜的加工有以下常用的方法：1、利用干法离子蚀刻或湿法腐蚀加工：以玻璃微透镜为例，其是在玻璃上先制备圆柱型光刻图形，然后对玻璃通过干法进行蚀刻一定深度，再利用各向同性的化学腐蚀方式，休整为透镜形貌，采用上述方式需要经过多次工序，且工艺可控性较差，微透镜阵列成型的一致性差，工作效率低；2、利用灰阶光刻版制备：图形透光渐变光刻版原理上可行，但成本极其昂贵，且技术仍然不适合微小尺寸；利用热熔光刻胶法：这种方式利用一定高温使柱状光刻胶融化利用表面张力使之形成半球体，再经过离子干法蚀刻的方式来成型微透镜，此方法对光刻胶有着特殊要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术实施例提供了一种微透镜的制备方法，以达到提高微透镜阵列成型一致性、提高工作效率和降低成本的目的。本专利技术实施例所提供的技术方案是：一种微透镜的制备方法，包括以下步骤：S1、准备基板和具有透光孔的光刻版，并使所述基板和所述光刻版在曝光设备内具有一定间距；S2、在所述基板的蚀刻侧匀上光刻胶；S3、控制所述光刻版向所述基板方向移动，并输出变化的曝光量，开始时，位于所述光刻版遮光区内的所述光刻胶一直处于光衍射的辐射中，随着所述光刻版与所述光刻胶间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，最后逐渐消失；在上述过程中，使所述光刻胶本被遮光的区域因为光衍射而形成曝光区域，且随着间距的缩小和光衍射辐射区域的缩小，使得所述光刻胶上曝光区域边沿变得具有曲度，由此曝光显影后在所述基板上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌；S4、对所述基板进行等离子体刻蚀，将所述光刻胶形貌复制到所述基板上，以成型微透镜。作为一种改进，在步骤S3中，所述光刻版匀速向所述基板方向进行直线移动。作为进一步的改进，在步骤S3中，对所述光刻胶形貌进行烘烤工序。作为再进一步的改进，在烘烤工序中，烘烤温度在150度至130度之间，烘烤时间在15之间至20分钟之间。作为更进一步的改进，所述基板和所述光刻版之间的所述间距小于30微米。作为又进一步的改进，所述光刻版上阵列设置有多个透光孔。作为又进一步的改进，在步骤S3中，所述光刻版向所述基板方向移动的次数设置为多次。作为又进一步的改进，所述基板为蓝宝石基板、或者为硅基板、或者为玻璃基板。采用了上述所述的技术方案，本专利技术所提供的一种微透镜的制备方法的有益效果如下：由于该微透镜的制备方法，包括以下步骤：S1、准备基板和具有透光孔的光刻版，并使基板和光刻版在曝光设备内具有一定间距；S2、在基板的蚀刻侧匀上光刻胶；S3、控制光刻版向基板方向移动，并输出变化的曝光量，开始时，位于光刻版遮光区内的光刻胶一直处于光衍射的辐射中，随着光刻版与光刻胶间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，最后逐渐消失；在上述过程中，使光刻胶本被遮光的区域因为光衍射而形成曝光区域，且随着间距的缩小和光衍射辐射区域的缩小，使得光刻胶上曝光区域边沿变得具有曲度，由此曝光显影后在基板上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌；S4、对基板进行等离子体刻蚀，将光刻胶形貌复制到基板上，以成型微透镜，采用上述所述微透镜的制备方法，实现了利用光的衍射原理对光刻胶进行形貌修饰，进而得到往基板上进行等离子刻蚀的光刻胶形貌（在传统的光刻工艺中，光的衍射会破坏光刻胶的分辨率，所以都会极力消除光衍射现象来提高分辨率），加工工序简单、可控，微透镜的成型一致性和成型质量高，有效提高了工作效率，且加工成本低，适用于微小尺寸微透镜的成型。由于在步骤S3中，光刻版匀速向基板方向进行直线移动，从而避免了在非匀速状态下，曝光显影光刻形貌处的光刻胶边沿出现不平滑梯度的问题，有助于提高微透镜的成型质量。由于在步骤S3中，对光刻胶形貌进行烘烤工序，从而通过烘烤工序，利用光刻胶表面张力使得曝光显影后的光刻形胶形貌边沿轮廓变得平滑（由于在光刻版的移动过程中，尤其是在启动和停止两个非均速阶段，会出现加速和减速的情况，导致曝光显影光刻形貌处的光刻胶边沿会出现不平滑的梯度）。由于光刻版上阵列设置有多个透光孔，从而便于微透镜阵列的快速成型。由于在步骤S3中，光刻版向基板方向移动的次数设置为多次，从而通过光刻版的多次移动，可实现3D曝光显影光刻形貌的成型。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术的结构示意图；图2a至图2e为光刻版至光刻胶由远及近的工作状态图；图3为图2e烘烤后的结构示意图；图4为图3中光刻胶上的曝光显影光刻形貌等离子刻蚀到基板上的结构示意图；图中，1-基板；2-光刻版；3-光刻胶；4-光刻胶形貌；5-紫外光。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。为了便于理解，图2a至图2e为半球形微透镜的成型图示，但本技术方案并不仅限定成型半球形的微透镜，也可成型其它形状的微透镜。一种微透镜的制备方法，包括以下步骤：S1、准备基板1和具有多个透光孔的光刻版2，并使基板1和光刻版2在曝光设备内具有一定间距；S2、在基板1的蚀刻侧匀上至少一层光刻胶3；S3、利用光的衍射原理（原理图参见图1），控制光刻版2向基板1方向移动，在该过程中，紫外光5经透光孔射出、并输出变化的曝光量，开始时，位于光刻版遮光区内的光刻胶3一直处于光衍射的辐射中，随着光刻版2与光刻胶3间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，最后逐渐消失（即：光刻版2与光刻胶3距离越远，光衍射覆盖的范围越大；光刻版2与光刻胶3距离越近，光衍射覆盖的范围越小）；在上述过程中，使光刻胶3本被遮光的区域因为光衍射而形成曝光区域，且随着间距的缩小和光衍射辐射区域的缩小，由此曝光显影后在基板1上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌4（参见图2a至图2e）；S4、对基板1进行等离子体刻蚀，将光刻胶形貌4复制到基板1上（参见图4），以成型微透镜。作为优选，在步骤S3中，该光刻版2匀速向基板1方向进行直线移动，且光刻版2向基板1方向移动的次数根据工作需要可设置为多次；对光刻胶形貌4后进行烘烤工序，使得光刻胶形貌4的轮廓变得平滑（参见图3），在烘烤工序中，烘烤温度在150度至130度之间，烘烤时间在15之间至20分钟之间（即：烘烤的温度高时，烘烤的时间短；反之，烘烤的温度低时，烘烤的时间长）。该基板1和光刻版2之间的间距小于100微米；该基板1为蓝宝石基板、或者为硅基板、或者为玻璃基板。以上各实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微透镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、准备基板和具有透光孔的光刻版，并使所述基板和所述光刻版在曝光设备内具有一定间距；/nS2、在所述基板的蚀刻侧匀上光刻胶；/nS3、控制所述光刻版向所述基板方向移动，并输出变化的曝光量，开始时，位于所述光刻版遮光区内的所述光刻胶一直处于光衍射的辐射中，随着所述光刻版与所述光刻胶间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，最后逐渐消失；在上述过程中，使所述光刻胶本被遮光的区域因为光衍射而形成曝光区域，且随着间距的缩小和光衍射辐射区域的缩小，使得所述光刻胶上曝光区域边沿变得具有曲度，由此曝光显影后在所述基板上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌；/nS4、对所述基板进行等离子体刻蚀，将所述光刻胶形貌复制到所述基板上，以成型微透镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种微透镜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备基板和具有透光孔的光刻版，并使所述基板和所述光刻版在曝光设备内具有一定间距；
S2、在所述基板的蚀刻侧匀上光刻胶；
S3、控制所述光刻版向所述基板方向移动，并输出变化的曝光量，开始时，位于所述光刻版遮光区内的所述光刻胶一直处于光衍射的辐射中，随着所述光刻版与所述光刻胶间距的缩小，光衍射的辐射区域逐步缩小，最后逐渐消失；在上述过程中，使所述光刻胶本被遮光的区域因为光衍射而形成曝光区域，且随着间距的缩小和光衍射辐射区域的缩小，使得所述光刻胶上曝光区域边沿变得具有曲度，由此曝光显影后在所述基板上成型了进行刻蚀的光刻胶形貌；
S4、对所述基板进行等离子体刻蚀，将所述光刻胶形貌复制到所述基板上，以成型微透镜。


2.根据权利要求1所述的微透镜的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述光刻版匀速向所述基板方...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓群雄，覃志伟，席庆男，
申请(专利权)人：山东元旭光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37