一种光栅掩膜及光栅的制备方法技术

本发明专利技术提供一种光栅掩膜及光栅的制备方法，光栅掩膜的制备方法包括：根据曝光操作中曝光光场的能量分布确定基板不同区域的匀胶胶厚；基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，得到设置光刻胶掩膜的基板；将设置光刻胶掩膜的基板进行所述曝光操作，在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜；对基板上性质改变的光刻胶掩膜进行显影操作，在基板上得到光栅掩膜。通过本发明专利技术的光栅掩膜制备方法能够得到形貌一致的光栅掩膜。制备方法能够得到形貌一致的光栅掩膜。制备方法能够得到形貌一致的光栅掩膜。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅掩膜及光栅的制备方法


[0001]本专利技术属于光栅制备
，具体涉及一种光栅掩膜及光栅的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，光栅的制作工艺主要有两种，一种是机刻光栅，另一种是全息光栅。
[0003]全息光栅的制作过程一般如下：1.在基板上制备光栅掩膜：在基板表面旋涂一层一定厚度的光刻胶，得到设置光刻胶掩膜的基板；将设置光刻胶掩膜的基板放入全息曝光系统中进行曝光，基板上的光刻胶掩膜受到曝光光场周期性明暗条纹的调制，光刻胶掩膜的性质发生变化，从而在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜；将基板上性质改变的光刻胶掩膜进行显影操作，在基板上得到光栅掩膜。
[0004]2.利用光栅掩膜在基板上制作光栅：利用离子束刻蚀机对基板进行刻蚀，将光栅掩膜的形貌分布复制到基板上，完成光栅的制作。
[0005]现有基板上得到的光栅掩膜形貌（比如占宽比，槽深）不一致，使得利用光栅掩膜在基板上制作的光栅形貌不一致，影响光栅的衍射效率。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种光栅掩膜及光栅的制备方法。
[0007]本专利技术通过如下技术方案实现：本专利技术提供一种光栅掩膜制备方法，包括如下步骤：根据曝光操作中曝光光场的能量分布确定基板不同区域的匀胶胶厚；基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，得到设置光刻胶掩膜的基板；将设置光刻胶掩膜的基板进行所述曝光操作，在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜；对基板上性质改变的光刻胶掩膜进行显影操作，在基板上得到光栅掩膜。
[0008]进一步的，所述光刻胶采用正性光刻胶。
[0009]进一步的，所述根据曝光操作中曝光光场的能量分布确定基板不同区域的匀胶胶厚，包括如下步骤：获取曝光操作中曝光光场的光强分布形态；基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，得到基板上的匀胶分布形态；基于基板上的匀胶分布形态，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚。
[0010]进一步的，所述获取曝光操作中曝光光场的光强分布形态，包括如下步骤：将测试板放置在所述曝光操作的曝光场内；采用光电探测器对测试板表面的光强分布形态进行探测。
[0011]进一步的，所述基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，得到基板上的匀胶分布形态，包括如下步骤：确定所述曝光光场的光强分布形态即为基板上的匀胶分布形态；基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，即得到基板上的匀胶分布形态。
[0012]进一步的，所述确定所述曝光光场的光强分布形态即为基板上的匀胶分布形态，包括如下步骤：根据光刻胶所受到的曝光量正比于曝光场强度与曝光时间的理论依据，在曝光时间相同的情况下，确定基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度；根据光刻胶所受到的曝光量正比于显影操作中光刻胶的溶解量，在曝光时间相同下，进而确定基板不同位置的光刻胶在显影操作中的溶解量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度；根据确定基板不同位置的光刻胶在显影操作中的溶解量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度，当显影操作得到的光栅掩膜各个位置形貌一致时，则确定基板上的匀胶分布形态需要与曝光光场的光强分布形态一致。
[0013]进一步的，所述基于基板上的匀胶分布形态，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚，包括如下步骤：基于基板上的胶厚分布形态，根据光刻胶在曝光操作中的曝光量以及显影操作中溶解量的对应关系，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚。
[0014]进一步的，所述基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，包括如下步骤：基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面分次匀胶的滴胶量；基于确定的基板表面分次匀胶的滴胶量，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚。
[0015]进一步的，所述基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面分次匀胶的滴胶量，包括如下步骤：基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面第一次匀胶的胶层厚度；基于确定的所述基板表面第一次匀胶的胶层厚度，确定基板表面第一次匀胶的第一滴胶量；基于所述基板不同区域的匀胶胶厚以及基板表面第一次匀胶的胶层厚度，确定基板表面第二次匀胶的第二滴胶量。
[0016]进一步的，所述基于确定的基板表面分次匀胶的滴胶量，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，包括如下步骤：将基板放入匀胶机中；向基板的上表面中心位置滴加所述第一滴胶量的光刻胶；驱动匀胶机转动带动基板进行第一次匀胶旋转，使得基板的上表面均匀涂覆具有所述胶层厚度的光刻胶；向基板的上表面中心位置滴加所述第二滴胶量的光刻胶；
驱动匀胶机转动带动基板进行第二次匀胶旋转，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚。
[0017]进一步的，在所述驱动匀胶机转动带动基板进行第一次匀胶旋转的过程中，匀胶机的初始转速为100
‑
300r/min，初始转速持续时间为5
‑
10s，匀胶机的工作转速为2000
‑
3000r/min，工作转速持续时间为30
‑
80s。
[0018]进一步的，在驱动匀胶机转动带动基板进行第二次匀胶旋转的过程中，匀胶机的初始转速为100
‑
300r/min，初始转速持续时间为5
‑
10s，匀胶机的工作转速为1000
‑
1500r/min，工作转速持续时间为30
‑
80s。
[0019]进一步的，所述将基板放入匀胶机中之前，还包括：对基板的上表面进行增粘处理。
[0020]进一步的，所述将基板放入匀胶机中之前，还包括：将基板浸泡在混合清洗溶液内，采用超声波辅助对基板在70
‑
100℃下清洗1
‑
3h；其中，混合清洗溶液包括浓硫酸和双氧水；浓硫酸和双氧水的质量配比为1
‑
5:1。
[0021]进一步的，所述将基板放入匀胶机中之前，还包括：将基板的上表面进行氧离子灰化处理5
‑
20min。
[0022]进一步的，所述将设置光刻胶掩膜的基板进行所述曝光操作，在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜，包括如下步骤：将设置光刻胶掩膜的基板放入全息曝光系统内，通过光束干涉形成的曝光场对设置光刻胶掩膜的基板进行照射，在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜。
[0023]进一步的，所述对基板上性质改变的光刻胶掩膜进行显影操作，在基板上得到光栅掩膜，包括如下步骤：将基板上性质改变的光刻胶掩膜浸泡在显影液中进行显影操作，光刻胶掩膜的对应部分被显影液侵蚀，在基板上得到光栅掩模。
[0024]本专利技术还提供一种光栅制备方法，，包括：采用上述的光栅掩膜制备方法制备得到光栅掩膜；利用所述光栅掩膜在基板上制作光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅掩膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：根据曝光操作中曝光光场的能量分布确定基板不同区域的匀胶胶厚；基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，得到设置光刻胶掩膜的基板；将设置光刻胶掩膜的基板进行所述曝光操作，在基板上得到性质改变的光刻胶掩膜；对基板上性质改变的光刻胶掩膜进行显影操作，在基板上得到光栅掩膜。2.根据权利要求1所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述光刻胶为正性光刻胶。3.根据权利要求2所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述根据曝光操作中曝光光场的能量分布确定基板不同区域的匀胶胶厚，包括如下步骤：获取曝光操作中曝光光场的光强分布形态；基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，得到基板上的匀胶分布形态；基于基板上的匀胶分布形态，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚。4.根据权利要求3所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述获取曝光操作中曝光光场的光强分布形态，包括如下步骤：将测试板放置在所述曝光操作的曝光场内；采用光电探测器对测试板表面的光强分布形态进行探测。5.根据权利要求3所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，得到基板上的匀胶分布形态，包括如下步骤：确定所述曝光光场的光强分布形态即为基板上的匀胶分布形态；基于获取的所述曝光光场的光强分布形态，即得到基板上的匀胶分布形态。6.根据权利要求5所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述确定所述曝光光场的光强分布形态即为基板上的匀胶分布形态，包括如下步骤：根据光刻胶所受到的曝光量正比于曝光场强度与曝光时间的理论依据，在曝光时间相同下，确定基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度；根据光刻胶所受到的曝光量正比于显影操作中光刻胶的溶解量，在曝光时间相同下，进而确定基板不同位置的光刻胶在显影操作中的溶解量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度；根据确定基板不同位置的光刻胶在显影操作中的溶解量正比于基板上不同位置的光刻胶所受到的曝光场强度，当显影操作得到的光栅掩膜各个位置形貌一致时，则确定基板上的匀胶分布形态需要与曝光光场的光强分布形态一致。7.根据权利要求3所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述基于基板上的匀胶分布形态，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚，包括如下步骤：基于基板上的胶厚分布形态，根据光刻胶在曝光操作中的曝光量以及显影操作中溶解量的对应关系，确定基板在所述匀胶分布形态下对应区域的匀胶胶厚。8.根据权利要求1所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚，包括如下步骤：基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面分次匀胶的滴胶量；
基于确定的基板表面分次匀胶的滴胶量，在基板上分次旋涂光刻胶，使得基板不同区域具有对应的所述匀胶胶厚。9.根据权利要求8所述的光栅掩膜制备方法，其特征在于，所述基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面分次匀胶的滴胶量，包括如下步骤：基于确定的所述基板不同区域的匀胶胶厚，确定基板表面第一次匀胶的胶层厚度；基于确定的所述基板表面第一次匀胶的胶层厚度，确定基板表面第一次匀胶的第一滴胶量；基于所述基板不同区域的匀胶胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭欣月，董文浩，赵宇暄，
申请(专利权)人：北京至格科技有限公司，
类型：发明
国别省市：