Способ изготовления линзовых растров

(5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗОВЫХ РАСТРОВ с гексагональным расположением центров линз, включающийнанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование вуказанной пленке сквозных отверстий,травление материала подложки через сквозные отверстия и последующееудаление маскирующего покрытия,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью исключения пробельных участков между элементами растра и получения этих элементов в виде линз сшестиугольным основанием, травлениеподложки производят на глубину 1,12 высоты профиля линз при диаметресквозных отверстии, равном 1/3 -.2/3 периода линзового растра, а после удаления маскирующего покрытиядополнительно проводят травлениеполученного рельефаподложки до образования профиля линз.114761Изобретение относится к оптическому приборостроению и может бытьиспользовано в производстве линзовых растров.Известен способ изготовления растровых клише способом травления, согласно которому на поверхность подложки, подлежащей травлению, наносят пленку маскирующего покрытия,затем фотолитографическим путем по.лучают в ней элементы растровойструктуры в виде сквозных отверстий,травят маТериал подложки через этиотверстия и удаляют маскирующее покрытие. Отрицательные растровые элементы выполняют с круглыми, квадратными и другими основаниями, а междуоснованиями сохраняют пробельныеучастки. Если выполнить такие элементы с отражающей поверхностью и, 20например, гексагональным расположением центров, то клише может рабо-тать как отражательный растр 1 .Однако качество воспроизводимогоизображения - невысокое, так как. про-д 5филь элементов не имеет линзовой формы (сферической или асферической)и между растровыми элементами имеются пробельные участки,Цель изобретения - исключениепробельных участков между элементамирастра и получение этих элементов ввиде линз с шестиугольным основанием. Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления 35 линзовых растров, включающему нанесение на подложку пленки маскирующего покрытия, формирование в названной пленке сквозных отверстий, травление материала подложки через сквозные отверстия и последующее удаление маскирующего покрытия, травление подложки производят на глубину 1,1-2 высоты профиля линз при диаметре сквозных отверстий, равном ф 5 1/3 - 2/3 периода линзового растра, а после удаления маскирующего покрытия дополнительно проводят травление полученного рельефа подложки до образования профиля линз, 50На фиг. 1 изображен исходный рисунок на фотошаблоне; на Фиг. 2 - получаемый рельеф по подложке; на фиг. 3 - сечение линзы А-А на фиг.2.Период Сш расположения исходных 55 элементов 1 на основании фотошаблона (фиг. 1) равен периодуразме" щения линз 1 на подложке 2 линзового 99 2растра (фиг, 2). Готовые линзы полу-чены со сферическим и асферическимпрофилем вращения и шестиугольнымоснованием.При травлении с маскирующим покрытием наибольшая скорость удаленияматериала подложки происходит в цент.ральной части отверстия, а по мереудаления от центра скорость уменьшается. В результате протравленныена глубину отверстия имеют сферическое или асферическое дно с несколько уменьшенными по сравнению с профилем линз радиусами, После удалениямаскирующего покрытия наибольшаяскорость травления имеет место ужеу края отверстий и самих пробельных участков, в результате происходит образование профиля линз высотой Ь (фиг, 3).Глубина травления через маскирующая пленку устанавливается экспериментально в зависимости от радиусасферы элементарной линзы. Однако вовсех случаях при уменьшении радиусасферы и при одном и том же периодетребуемая глубина возрастает.Основаниями линз данного растраявляются правильные шестиугольникис исключительно прямыми сторонами,если смотреть на них сверху, причемповторяемость профиля от линзы к линзе по всему полю растра - высокая,По данному способу получаютрастровые матрицы, глубина рельефа которых превышает высоту линз,Тиражирование растров на этих матрицах производят тиснением пластических, полимерных и других материаловс использованием эффекта поверхностного натяжения, причем основаниялинз получают гексагональной формыс отсутствием пробельных участковмежду ними, а сам профиль линз представляет сФерическую или асферическую поверхность,Во всех случаях полученные растрыимеют высокую стабильность параметровпрофиля линз по полю.П р и м е р 1. На отполированнуюи очищенную от загрязнения поверхность подложки из оптического стеклаК 8 в вакуумной установке при нагреове подложки до температуры 250 С идавления 2 10 мм рт.ст. наносятЬпленку металлического хрома толщиной 0,1-0,5 мкм. Затем на центрифугирующей установке на пленку хромананосят позитивный фоторезист ФП1147 По предлагаемому способу изготовлены линзовые растры непосредствен 3толщиной О, 6-0, 8 мкм и сушат е го, Далее,на пленку фоторезиста помещают фотошаблон, имеющий прозрачные для лучей света участки в виде дисков диаметром 1/3 периода растра, что составляет 0,10 мм, расположенные на прозрачном основании, и фотолитографическим путем вскрывают в фоторезисте круглые окна. Потом через эти окна производят травление хрома на 10 глубину в соляной кислоте, удаляют фоторезист и через окна в пленке хрома травят поверхность стекла в плавиковой кислоте на глубину 2 вы- . соты профиля линз, что составляет 5 мкм. После этого удаляют пленку хрома в соляной кислоте и производят повторное травление .уже всей поверхности подложки до получения профиля линз. 20Достигнутое разрешение по оптической оси.линз из стекла составляет 270 мм " (разрешение определяется без диафрагмирования линз) на всем рабочем поле линзового растра 80 х 80 мм.П р и м е р 2. На отполированную и очищенную от загрязнения поверхность подложки из латунного сплава ЛС 59 наносят пленку негативного фоторезиста ПВС. Затем на пленку помещают фотошаблон, имеющий непрозрачные для лучей света участки в виде дисков диаметром 2/3 периода растра, что составляет 0,1 мм, расположенные на прозрачном основании, и фотолитографическим путем вскрывают в фоторезисте круглые окна. Затем через эти окна производят травление на глубину 1,1 высоты профиля линз, что составляет 20 мкм, латунного сплава40 подложки в хлорном железе при 30 - 40 С, удаляют фотореэист и вновь траовят ту же поверхность подложки в том же травителе до образования профиля линз. Далее в вакуумной установ 45 ке при давлении 2 10 мм рт.ст. и нагреве подложки до температуры 300 С наносят на поверхность линз отражающую .пленку алюминия толщиной 0,1 0,5 мкм. Получают рабочее поле линзовых растров 120 х 120 мм.50В процессе травления периодически производят визуальный осмотр рельефа с помощью микроскопа при увеличении порядка 200 ф. Качество поверхности линз - высокое.55 699 4но на плоской поверхности линз из оптического стекла, т.е. исходными подложками в данном случае были линзы. Качество линзовых растров здесь также высокое.Размеры круглых окон в маскирующей пленке и глубину предварительного травления устанавливают экспериментально. При этом замечено, что наилучшее качество профиля линз получается тогда, когда диаметр окон в пленке маскирующего покрытия равен 1/3 - 2/3 периода растра, а глубина травления через эти окна находится в пределах 1,1-2 высоты профиля линз Если числовые параметры выходят.эа эти пределы, то получить сферический или асферический профиль линз не удается . По данному способу получают растры с периодом О, 1-0,5 мм (другие периоды не исследовались). Однако минимальный период, который может быть достигнут по данному способу, определяется разрешающей способностью применяемых фотоматериа" лов или других маскирующих покрытий.Изготовлено несколько линзовых растров из полупроводникового материала - кремния. Размер пластин: диаметр - 80 мм, толщина 0,5 мм. На рельефнуюповерхность пластин наносят отражающее покрытие в виде пленки алюминия. Эти растры имеют также высокие оптические параметры,В полученных по данному способу растрах при 200-кратном увеличении наблюдается правильная шестиугольная форма оснований линз, если смотреть на них сверху. Пробельные участки между линзами составляют.не более 5 мкм (в основном на стыке трех линз) .ФПроцесс получения растров по данному способу может быть механизировани даже автоматизирован не только на плоских подложках, но и на оптических компонентах из стекла (линзах, призмах и т.п.), Это дает возможность значительно повысить производительность труда, так как исключаются в ряде случаеь плоские подложки с нанесенным на них линзорастровым рельефом. Приборами, полученными по указанному способу, намечается оснастить, в первую очередь, технологические процессы, применяемые в производстве1147699 микросхем частного применения, изделий в микроминиатюрном исполнении,плат печатного монтажа,что даст возхина оставитель О, Самехред Л.Мартяшов Редактор Л. Аврам орректор С. Векм исное ак. Ужгор ул, Проектная, 4 ал ППП "Патент" 90/23 ТВНИИПИ Госудапо делам и 113035, Москва,аж 457твенногобретений-35, Рауш можность увеличить производительностьтруда на данных операциях и снизить зри. -тельное и общее утомление операторов. митета СССР открытийая наб д. 4/5