RU2620932C2 - Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур - Google Patents
Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620932C2 RU2620932C2 RU2015133704A RU2015133704A RU2620932C2 RU 2620932 C2 RU2620932 C2 RU 2620932C2 RU 2015133704 A RU2015133704 A RU 2015133704A RU 2015133704 A RU2015133704 A RU 2015133704A RU 2620932 C2 RU2620932 C2 RU 2620932C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microstructures
- substrate
- microstructure
- scanning laser
- phase diffraction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
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.
Description
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 kc - 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.
Claims (1)
- 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133704A RU2620932C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015133704A RU2620932C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015133704A RU2015133704A (ru) | 2017-02-14 |
RU2620932C2 true RU2620932C2 (ru) | 2017-05-30 |
Family
ID=59032030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015133704A RU2620932C2 (ru) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620932C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050058948A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | Freese Robert P. | Systems and methods for mastering microstructures through a substrate using negative photoresist and microstructure masters so produced |
US7790361B2 (en) * | 1999-06-28 | 2010-09-07 | Securency Pty. Ltd. | Methods of producing diffractive structures in security documents |
RU2452792C2 (ru) * | 2010-05-31 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") | Лазерное формообразование механических микроструктур на поверхности подложки |
-
2015
- 2015-08-11 RU RU2015133704A patent/RU2620932C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7790361B2 (en) * | 1999-06-28 | 2010-09-07 | Securency Pty. Ltd. | Methods of producing diffractive structures in security documents |
US20050058948A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | Freese Robert P. | Systems and methods for mastering microstructures through a substrate using negative photoresist and microstructure masters so produced |
RU2452792C2 (ru) * | 2010-05-31 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") | Лазерное формообразование механических микроструктур на поверхности подложки |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Волков А.В., Моисеев О.Ю., Полетаев С.Д., Чистяков И.В., Применение тонких пленок молибдена для контактных масок при изготовлении микрорельефов элементов дифракционной оптики, Компьютерная оптика, N 4, том 38, 2014. Волков А.В., Моисеев О.Ю., Полетаев С.Д., Высокоразрешающая лазерная запись контактных масок на пленках молибдена для изготовления элементов дифракционной оптики, Компьютерная оптика, N 2, том 37, 2013. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015133704A (ru) | 2017-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bushunov et al. | Review of surface modification technologies for mid‐infrared antireflection microstructures fabrication | |
KR101759046B1 (ko) | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
KR101646822B1 (ko) | 포토마스크 블랭크 및 그의 제조 방법 | |
US20170003421A1 (en) | Methods of Fabricating Photoactive Substrates for Micro-lenses and Arrays | |
JP2004165629A (ja) | 特にマイクロリソグラフィのための基板 | |
JP2010156880A5 (ru) | ||
KR20150143330A (ko) | 합성 석영 유리 기판의 제조 방법 | |
WO2014073389A1 (ja) | マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法 | |
TW200821748A (en) | Method of fabrication photomask blank | |
JP2017049573A (ja) | ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、その製造方法、及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク | |
KR101165084B1 (ko) | 레이저빔을 이용한 감광성 유리 기판의 미세패턴 형성방법 | |
Yuan et al. | Large‐Scale Laser Nanopatterning of Multiband Tunable Mid‐Infrared Metasurface Absorber | |
RU2620932C2 (ru) | Способ изготовления фазовых дифракционных микроструктур | |
Li et al. | Laser damage threshold of Ge8As23S69 films irradiated under single-and multiple-pulse femtosecond laser | |
Nishiyama et al. | Microlens arrays of high-refractive-index glass fabricated by femtosecond laser lithography | |
JP5697309B2 (ja) | 局在プラズモン共鳴センサの製造方法 | |
JP2010272801A (ja) | 表面加工方法、及びこの方法により製造されるインプリント用モルド | |
RU2702960C2 (ru) | Способ изготовления фазовых дифракционных решеток, микроструктур и контактных масок | |
WO2016026983A1 (en) | Infrared optical window | |
JP6153820B2 (ja) | マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法 | |
Veiko et al. | Mechanisms of thin Cr films modification under multipulse femtosecond laser action | |
KR101389048B1 (ko) | 유리 기판의 패턴 형성 방법 및 상기 방법에 의해 제작된 유리 기판 | |
Fomchenkov et al. | Development of diffractive optical elements with low surface roughness by direct laser writing | |
Kovalskiy et al. | Chalcogenide glass thin film resists for grayscale lithography | |
JP5753568B2 (ja) | 局在プラズモン共鳴センサ及びその製造方法 |