薄膜衍射元件關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、大口徑高分辨率空間光學(xué)系統(tǒng)是世界上的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。與歐美國家相比，我國在薄膜衍射元件的制作工藝方面還處于起步階段，距離國外先進(jìn)水平有較大的差距。本文針對大口徑薄膜衍射元件制備工藝中存在的問題進(jìn)行了研究，主要完成的工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1、摸索了4臺(tái)階薄膜衍射元件制備工藝。主要包括:石英母版制作、薄膜轉(zhuǎn)印兩大步驟。石英母版制備過程包括:兩次涂膠、兩次曝光顯影、兩次離子束刻蝕。薄膜轉(zhuǎn)印過程包括:溶液涂覆、高溫烘烤、冷卻分離。通過

2、對制備工藝參數(shù)的優(yōu)化，提出了一套完整的薄膜衍射元件制備工藝，可重復(fù)性好、成本較低。
　　2、改善了套刻誤差。套刻誤差會(huì)嚴(yán)重影響衍射效率。高精度的商業(yè)套刻設(shè)備價(jià)格十分昂貴。為了開展小批量、實(shí)驗(yàn)性的科學(xué)研究工作，進(jìn)行低成本套刻工藝探索。實(shí)驗(yàn)中摸索了改進(jìn)型的摩爾條紋對準(zhǔn)方法，能夠在不增加成本的前提下，將對準(zhǔn)精度提高一倍，實(shí)現(xiàn)了套刻誤差小于0.2μm，能夠滿足最小線寬3.5μm的衍射結(jié)構(gòu)制作要求。
　　3、改善了膜厚誤差。膜厚誤差嚴(yán)

3、重制約著薄膜衍射元件的成像質(zhì)量。膜厚誤差的改善可以從兩個(gè)方面入手:旋涂工藝的改善、等離子體刻蝕修正。
　　通過旋涂工藝的改善，得到了膜厚峰谷值為500nm，均方根值為100nm的薄膜元件。通過等離子體刻蝕修正進(jìn)一步提高膜厚均勻性，最終實(shí)現(xiàn)了膜厚峰谷值為200nm，均方根值為45nm的薄膜元件，符合光學(xué)瑞利判據(jù)的要求。
　　上述膜厚誤差控制方法，是針對國外進(jìn)行技術(shù)封鎖，國內(nèi)存在技術(shù)瓶頸的現(xiàn)狀，所摸索的一種可靠的方法。膜厚誤差的