一種微偏振片陣列及其制作方法

一種微偏振片陣列及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微偏振片陣列的制作方法，所述方法為：在襯底上鍍一層金屬薄膜層；在金屬薄膜層上鍍一層SiNx薄膜作為硬掩模；在所述SiNx薄膜層上旋涂電子束正性光刻膠層并烘烤；通過電子束直寫曝光并顯影得到光刻膠在納米尺度上的微偏振片陣列圖形；采用電感耦合等離子體刻蝕SiNx薄膜層，將所述微偏振片陣列圖形轉(zhuǎn)移到SiNx薄膜層上；去除殘余的光刻膠層；以SiNx薄膜層為硬掩模，采用電感耦合等離子體工藝刻蝕所述金屬薄膜層，得到所述微偏振片陣列。制作得到的微偏振片陣列均勻一致、邊緣光滑，偏振效果和消光比表現(xiàn)優(yōu)異，能夠一次性形成多個不同偏振方向的微偏振片陣列。
【專利說明】一種微偏振片陣列及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衍射光學(xué)元件制作【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及微偏振片陣列及其制作方法，尤其涉及一種基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列的制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]微偏振片陣列是一種用于測量光線透過不同方向的偏振片后各個偏振方向的光強(qiáng)的器件，將偏振片陣列與圖像傳感器像素一一對應(yīng)并集成后，使用圖像傳感器(例如數(shù)碼相機(jī))采集包含由該微偏振片陣列獲得的各偏振分量的圖像，可以進(jìn)行實時相移分析。微偏振片陣列在干涉光的實時相移、微弱可見光圖像增強(qiáng)、紅外目標(biāo)識別等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用潛力。
[0003]CN 103048268A公開了一種基于微偏振片陣列的數(shù)字電子剪切散斑干涉儀，包括激光器、位于激光器出射光束光路上的擴(kuò)束鏡和被測物體；還包括位于從被測物體表面反射的光束的光路上且用于得到偏振方向相互垂直的兩束相干線偏振光的剪切器、設(shè)置從剪切器出射的光束的光路上的微偏振片陣列、與微偏振片陣列相連的感光元件和與感光元件相連的用于對感光元件采集的信號進(jìn)行傳輸和處理的處理設(shè)備。所述數(shù)字電子剪切散斑干涉儀詳細(xì)闡述了微偏振片陣列的工作原理，但該專利申請并未涉及微偏振片陣列的制作這一技術(shù)難題。
[0004]CN 103969840A公開了基于金屬納米光柵的單層微偏振片陣列及其制備方法。該單層微偏振片陣列包括:高透光性的基底和基底上的金屬納米光柵，其中:所述金屬納米光柵在所述基底上排列的方向并不完全相同，具有相同排列方向的相鄰金屬納米線組成的光柵為一個微偏振片，每個微偏振片的尺寸與感光元件芯片的像素尺寸相同。該專利激光干涉4次曝光方法、3次套刻在S12硬掩模上形成具有4個不同偏振方向的偏振片陣列圖形，工藝復(fù)雜，且制作的偏振片陣列形貌差，偏振性能差。
[0005]CN 103760681A公開了一種基于金屬納米光柵的微偏振片陣列的制作方法，所述制備方法簡單可行，通過單次曝光顯影即可形成多個不同偏振方向的微偏振片陣列；所述方法制作的微偏振片陣列的偏振性能高。但該方法中使用光刻膠作為刻蝕金屬納米光柵的掩模，一方面，刻蝕過程中，隨著光刻膠逐步減少，刻蝕的金屬納米光柵的截面輪廓不再陡直，如圖1所示(圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用光刻膠作掩模得到的金屬納米光柵的截面圖)，影響了偏振片的陣列性能；另一方面，受光柵線寬的限制，光刻膠的厚度不能太大，考慮到刻蝕選擇比，金屬層的容許厚度受到工藝本身的限制不能過大，影響了偏振片陣列的消光性和信噪比。
[0006]因此，本領(lǐng)域亟待開發(fā)一種能夠突破對金屬層厚度限制的微偏振片陣列的制作方法，該方法制作得到的微偏振片刻蝕選擇比高，金屬膜厚，消光性和信噪比表現(xiàn)良好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微偏振片陣列及其制作方法。本發(fā)明提供的微偏振片陣列的制作方法突破了對金屬層厚度限制，獲得了較高的刻蝕選擇比，金屬膜厚度高達(dá)250nm時也能獲得良好的消光性和信噪比。
[0008]本發(fā)明目的之一是提供一種微偏振片陣列的制作方法，所述方法包括如下步驟:
[0009](I)在襯底上鍍一層金屬薄膜層，并干燥處理；
[0010](2)在金屬薄膜層上鍍一層SiNx薄膜作為后續(xù)刻蝕的硬掩模；
[0011](3)在所述SiNx薄膜層上旋涂電子束正性光刻膠層并烘烤；
[0012](4)在所述光刻膠層上通過電子束直寫曝光并顯影得到光刻膠在納米尺度上的微偏振片陣列圖形；
[0013](5)以帶有所述微偏振片陣列圖形的光刻膠層為掩模，采用電感耦合等離子體刻蝕所述SiNx薄膜層，將所述微偏振片陣列圖形轉(zhuǎn)移到SiNj^膜層上；
[0014](6)去除殘余的光刻膠層；
[0015](7)以帶有所述微偏振片陣列圖形的31隊薄膜層為硬掩模，采用電感耦合等離子體工藝刻蝕所述金屬薄膜層，得到所述微偏振片陣列；
[0016]其中，所述SiNx&可以由S12替代，以S12薄膜層作硬掩模。
[0017]本發(fā)明使用SiNx薄膜或S12薄膜作為硬掩?？涛g金屬層，替代現(xiàn)有技術(shù)CN103760681A中的光刻膠掩模，提高了刻蝕選擇比，增加了金屬膜層的厚度，提高了偏振片的消光性和信噪比；另外，由于是硬掩膜，光柵截面陡直，如圖2(圖2為本申請中使用硬掩模得到的金屬納米光柵的截面圖)所示，解決了使用光刻膠作掩模時，光柵截面輪廓不陡直的問題，提高了微偏振片的陣列性能。
[0018]本發(fā)明對于襯底的選擇不做具體限定，任何能夠用作微偏振片的襯底均可用于本發(fā)明。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述襯底選自透明材料，優(yōu)選自玻璃、二氧化硅或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任意I種。
[0019]本發(fā)明對于金屬薄膜層的金屬的選擇也不做具體限定，任何能夠用作微偏振片的金屬均可用于本發(fā)明。作為優(yōu)選，本發(fā)明所述金屬選自鋁、金或鉻中的任意I種；
[0020]本發(fā)明所述金屬薄膜層的厚度可以根據(jù)消光要求確定，一般為100?250nm，例如103nm、115nm、130nm、150nm、175nm、190nm、205nm、230nm 或 245nm 等，優(yōu)選大于 150nm 小于等于 250nmo
[0021]本發(fā)明步驟(I)所述金屬薄膜層的形成方法有很多種，本發(fā)明優(yōu)選濺射工藝或電子束蒸發(fā)工藝在襯底上鍍制形成。濺射工藝和電子束蒸發(fā)工藝是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)掌握的【背景技術(shù)】和實際情況進(jìn)行操作，本發(fā)明不再贅述。
[0022]本發(fā)明需要潔凈無污染的襯底，即需要清除襯底表面的各種附著物。優(yōu)選地，本發(fā)明所述襯底經(jīng)過清洗后使用，所采用的清洗工藝方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。比如，可使用去離子水和/或乙醇等清洗，本發(fā)明不再贅述。
[0023]本發(fā)明所述硬掩膜，根據(jù)其與金屬膜的刻蝕選擇比和金屬膜的厚度而定。
[0024]因此，硬掩膜，即3丨隊薄膜層或3;[02薄膜層的厚度為50?150nm，例如60nm、75nm、90nm、lOOnm、115nm、120nm、135nm、141nm 或 147nm 等。
[0025]本發(fā)明所述51隊薄膜層或S1 2薄膜層采用感應(yīng)耦合等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(ICPECVD)生長形成。所述ICPECVD技術(shù)是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過查閱文獻(xiàn)和實際情況選擇合適的操作條件，此處不再贅述。
[0026]本發(fā)明所述光刻膠的選擇不做具體限定，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得的已知的或者新的光刻膠均可用于本發(fā)明，優(yōu)選本發(fā)明所述光刻膠選自ZEP 520A和/或SX AR-P6200。所述光刻膠ZEP 520A典型商購來源為日本丸紅公司；所述光刻膠SX AR-P 6200的典型商購來源為德國Allresist公司。
[0027]本發(fā)明所述光刻膠層的厚度，根據(jù)微偏振片陣列圖形周期(如140nm周期，線寬70nm)穩(wěn)定性和硬掩模(SiNJ^膜層或S1 2薄膜層)的厚度而定。
[0028]—般所述光刻膠層的厚度在150?250nm范圍內(nèi)即可，比如155nm、160nm、175nm、180nm、190nm、205nm、228nm、246nm或248nm等。光刻膠厚度太薄，光刻膠刻蝕陣列圖形后，線條容易倒塌；光刻膠厚度太厚，影響對硬掩膜的刻蝕，陣列圖形無法完全轉(zhuǎn)移至硬掩膜上。
[0029]本發(fā)明步驟(I)所述干燥處理有多種方法均能適用，比如最簡單的處理方法是自然干燥，但是為取得更好的干燥效果本發(fā)明采用熱板或烘箱烘烤。
[0030]作為優(yōu)選，所述烘烤干燥溫度為120?220°C，例如122°C、125°C、130°C、150°C、180°C、185°C、195°C、208°C、212°C或 215°C等，烘烤干燥時間優(yōu)選 2 ?60min，例如 3min、5min、8min、10min、20min、30min、40min、50min、55min 或 59min 等。
[0031]優(yōu)選地，步驟(3)所述烘烤為采用熱板或烘箱烘烤；所述烘烤溫度優(yōu)選120?220°C，例如為 130°C、170°C、185°C、190°C、198°C、215°C等；熱板烘烤時間優(yōu)選 I ?1min,例如為lmin、1.5min、2.25min、3min、3.75min等，優(yōu)選2min ;烘箱烘烤的時間為1min以上，例如為 12min、15min、21min、30min、45min、55min、70min、85min 等，優(yōu)選 10 ?60mino
[0032]本發(fā)明所述微偏振片陣列圖形為多個偏振方向的圖形，優(yōu)選為0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形。
[0033]所述微偏振片陣列圖形陣列單元的尺寸與圖像傳感器的像素尺寸相同。
[0034]步驟(5)所述刻蝕為采用氟基氣體進(jìn)行刻蝕。所述氟基氣體是指含有氟元素的氣體，比如CHF3、5?6或CF 4等，此外還可以含有He、Ar和N 2等惰性氣體和/或O 2等。
[0035]優(yōu)選地，步驟(6)所述殘余的光刻膠層的去除，采用在除膠液中超聲去除，或者采用O2等離子體去除；所述除膠液優(yōu)選丁酮；
[0036]優(yōu)選地，步驟(7)所述刻蝕采用氯基氣體進(jìn)行刻蝕。所述氯基氣體是指含有氯元素的氣體，比如(:12或BCl 3等，此外還可以含有He、Ar和N2等惰性氣體和/或O2等?？涛g后優(yōu)選用去離子水清洗殘留的氯基氣體，，以防止氯基氣體對金屬薄膜層的進(jìn)一步腐蝕。
[0037]本發(fā)明還提供了由目的之一所述方法制備得到的微偏振片陣列。
[0038]本發(fā)明提供的微偏振片陣列消光性高，信噪比高，金屬薄膜厚度厚，在150nm以上均可得到性能優(yōu)異的微偏振片陣列。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0040](I)本發(fā)明通過在微偏振片陣列的制備過程中引入硬掩模技術(shù)，有效增加了金屬膜的厚度，提高偏振片陣列的消光性和信噪比；制備過程使用的光刻膠具有很高的分辨率，圖形轉(zhuǎn)移后形成的金屬線條的直壁性好，因而改善納米光柵的截面輪廓，提高了性能；制備得到的微偏振片陣列均勻一致、邊緣光滑，偏振效果和消光比表現(xiàn)優(yōu)異；
[0041](2)本發(fā)明提供的微偏振片陣列的制作方法簡單易行，通過電子束直寫曝光并顯影能夠一次性形成多個不同偏振方向的微偏振片陣列。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用光刻膠作掩模得到的金屬納米光柵的截面圖；
[0043]圖2為本申請中使用硬掩模得到的金屬納米光柵的截面圖；
[0044]圖3為本發(fā)明提供的基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列的示意圖，圖中虛線方框內(nèi)顯示2X2單元0°、45°、90°和135°四個偏振方向的光柵；
[0045]圖4為實施例1提供的制作微偏振片陣列的工藝流程圖；
[0046]其中，S1:在玻璃襯底上沉積金屬鋁，得到鋁薄膜層；
[0047]S2:在鋁薄膜層上生長SiNx薄膜層；
[0048]S3:旋涂光刻膠；
[0049]S4:對光刻膠曝光顯影，形成光刻膠微偏振片陣列圖形；
[0050]S5:ICP刻蝕SiNJl，將微偏振片陣列圖形轉(zhuǎn)移至SiN Jl上；
[0051]S6:去除殘余光刻膠；
[0052]S7:ICP刻蝕金屬鋁薄膜層，得到微偏振片陣列；
[0053]圖5為實施例1制備得到的微偏振片陣列的掃描電子顯微鏡照片；其中，圖b是圖a的局部放大圖。

【具體實施方式】
[0054]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，以下實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以便于更好地理解本發(fā)明，因而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0055]下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所用的實驗材料，如無特殊說明，均為自常規(guī)生化試劑廠商購買得到的。
[0056]本發(fā)明提供的制作基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列的方法，只需單次電子束曝光，即可得到0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形，通過電感耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma, ICP)刻蝕硬掩模(一丨隊薄膜層或S1 2薄膜層或)和金屬膜層后，獲得微偏振片陣列；
[0057]圖3為本發(fā)明提供的基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列的示意圖；
[0058]圖4為本發(fā)明提供的制作微偏振片陣列的工藝流程圖。
[0059]實施例1
[0060]一種微偏振片陣列，通過如下方法制備得到:
[0061]按照圖4所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0062]步驟1:在玻璃襯底上沉積金屬鋁(Al)薄膜層，并干燥處理；
[0063]本步驟中，采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，在清洗的玻璃基底上沉積150nm厚的金屬銷薄膜層；根據(jù)消光要求，鋁薄膜層的厚度可以是在100?250nm之間的任意數(shù)值；
[0064]步驟2:在鋁薄膜層上生長SiNx薄膜層；
[0065]本步驟中，采用感應(yīng)耦合等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(ICPECVD)技術(shù)，在鋁薄膜層上沉積10nm厚SiNx薄膜層；根據(jù)刻蝕選擇比要求，SiNx層的厚度可以是在75?150nm之間的任意數(shù)值；
[0066]步驟3:在所述SiNj^膜層上旋涂電子束光刻膠，并烘烤；
[0067]本步驟具體為:將帶金屬鋁薄膜層和SiNx薄膜層的玻璃襯底放置在熱板上，在180°C烘烤5?lOmin，去除表面的水分，旋涂ZEP 520A(日本丸紅公司)電子束正性光刻膠，并放置在熱板上180°C烘烤2min ；
[0068]其中，按ZEP 520A原膠與苯甲醚體積比0.7:1稀釋ZEP 520A原膠，進(jìn)行旋涂，ZEP520A膠的旋涂厚度在150?250nm之間；
[0069]步驟4:對步驟3得到的旋涂有電子束光刻膠的51隊薄膜層進(jìn)行一次性曝光，寫出0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形，在顯影液乙酸正戊醋作用下，顯影形成微偏振片陣列的電子束光刻膠圖形；
[0070]步驟5:采用ICP刻蝕技術(shù)，以光刻膠為掩模刻蝕SiNx薄膜層，把光刻膠ZEP 520A膠圖形轉(zhuǎn)移到SiNJl上；
[0071]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.3Pa，溫度0°C以下，刻蝕上功率600w，下功率20w，刻蝕氣體為30sccm CHF3氣體和13sccm 3?6氣體；其中，sccm是體積流量單位，即標(biāo)況毫升每分(standard-state cubic centimeter per minute)；
[0072]步驟6:去除殘余的電子束光刻膠；
[0073]完成對硬掩模SiNx薄膜層的刻蝕后，需要去除剩余的ZEP 520A膠，本實施例使用去膠劑丁酮，并伴隨超聲處理去除剩余的ZEP 520A膠；
[0074]步驟7:以SiNx薄膜層為硬掩模，采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕金屬鋁薄膜層，把圖形轉(zhuǎn)移到金屬鋁薄膜層上，形成微偏振片陣列；
[0075]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.2Pa、溫度0°C以下，刻蝕上功率300w，下功率35w，刻蝕氣體為5sccm Cl2、21sccm BCljP 4sccm N 2，刻蝕金屬銷薄膜層，將圖形轉(zhuǎn)移到金屬鋁薄膜層。
[0076]圖5為實施例1制備得到的微偏振片陣列的掃描電子顯微鏡照片，其中圖b為圖a的局部放大圖，可以看出，0°、45°、90°和135°四個偏振方向金屬鋁納米光柵線寬均勻一致，邊緣光滑，線寬和間隔均約為70nm，取得了良好的效果。
[0077]實施例2
[0078]一種微偏振片陣列，通過如下方法制備得到:
[0079]按照圖4所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0080]步驟1:在玻璃基底上沉積金屬鉻(Cr)薄膜層。
[0081]本步驟中，采用磁控派射技術(shù)，在清洗的玻璃基底上沉積170nm厚金屬絡(luò)薄膜層；根據(jù)消光要求，絡(luò)薄膜層的厚度可以在100?250nm之間的任意數(shù)值；
[0082]步驟2:在鉻薄膜層上生長SiCV薄膜層；
[0083]本步驟中，采用ICPECVD技術(shù)，在鉻薄膜層上沉積120nm厚SiCV薄膜；根據(jù)刻蝕選擇比要求，S12層的厚度可以是在85?250nm之間的任意數(shù)值；
[0084]步驟3:在所述SiCV薄膜層上旋涂電子束光刻膠，并烘烤；
[0085]本步驟具體為:將帶金屬鉻薄膜層和SiCV薄膜層的玻璃襯底放置在熱板上，在180°C烘烤5?lOmin，去除表面的水分，旋涂ZEP 520A(日本丸紅公司)電子束正性光刻膠，并放置在熱板上220°C烘烤1min ；
[0086]其中，按ZEP 520A原膠與苯甲醚體積比0.7:1稀釋ZEP 520A原膠，進(jìn)行旋涂，ZEP520A膠的旋涂厚度在150?250nm之間；
[0087]步驟4:對步驟3得到的旋涂有電子束光刻膠的SiCV薄膜層，進(jìn)行一次性曝光，寫出0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形，在顯影液對二甲苯作用下，顯影形成微偏振片陣列的電子束光刻膠圖形；
[0088]步驟5:采用ICP刻蝕技術(shù)，以光刻膠為掩模刻蝕SiCV薄膜層，把光刻膠ZEP 520A膠圖形轉(zhuǎn)移到S12層上；
[0089]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.2Pa，溫度0°C以下，刻蝕上功率250w，下功率170w，刻蝕氣體為 20sccm CHFjPl 5sccm Ar ；
[0090]步驟6:去除殘余的電子束光刻膠；
[0091]完成對SiCV薄膜層的刻蝕后，需要去除剩余的ZEP 520A膠，本實施例使用去膠劑丁酮，并伴隨超聲處理去除剩余的ZEP 520A膠；
[0092]步驟7:以S12S硬掩模，采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕金屬鉻薄膜層，把圖形轉(zhuǎn)移到金屬鉻薄膜層上，形成微偏振片陣列；
[0093]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.4Pa、溫度0°C以下，刻蝕上功率300w，下功率300w，刻蝕氣體為50sccm Ar、5sccm Cl2，刻蝕金屬絡(luò)薄膜層，將圖形轉(zhuǎn)移到金屬絡(luò)薄膜層上。
[0094]實施例3
[0095]一種微偏振片陣列，通過如下方法制備得到:
[0096]按照圖4所示的工藝流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0097]步驟1:在玻璃基底上沉積金屬鋁(Al)薄膜層，并干燥處理；
[0098]本步驟中，采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，在清洗的玻璃基底上沉積180nm厚的金屬銷薄膜層；根據(jù)消光要求，鋁薄膜層的厚度可以是在100?250nm之間的任意數(shù)值；
[0099]步驟2:在鋁薄膜層上生長SiCV薄膜層；
[0100]本步驟中，采用ICPECVD技術(shù)，在鋁箔膜層上沉積120nm厚SiCV薄膜層；根據(jù)刻蝕選擇比要求，S12層的厚度可以是在90?250nm之間的任意數(shù)值；
[0101]步驟3:在所述SiCV薄膜層上旋涂電子束光刻膠，并烘烤；
[0102]本步驟具體為:將帶金屬鋁薄膜層和SiCV薄膜層的玻璃襯底放置在烘箱內(nèi)170°C烘烤40min，去除表面的水分，旋涂SX AR-P 6200 (德國Allresist公司)電子束正性光刻膠，并放置在烘箱內(nèi)170°C烘烤50min ；
[0103]其中，SX AR-P 6200膠的旋涂厚度在150?250nm之間；
[0104]步驟4:對步驟3得到的旋涂有電子束光刻膠的SiCV薄膜層進(jìn)行一次性曝光，寫出0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形，在顯影液對二甲苯作用下，顯影形成微偏振片陣列的電子束光刻膠圖形；
[0105]步驟5:采用ICP刻蝕技術(shù)，以光刻膠為掩?？涛gSiCV薄膜層，把光刻膠ZEP 520A膠圖形轉(zhuǎn)移到S12層上；
[0106]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.2Pa，溫度0°C以下，刻蝕上功率250w，下功率170w，刻蝕氣體為 20sccm CHFjPl 5sccm Ar ；
[0107]步驟6:去除殘余的電子束光刻膠；
[0108]完成對硬掩膜SiCV薄膜層的刻蝕后，需要去除剩余的SX AR-P 6200膠，本實施例使用去膠劑丁酮，并伴隨超聲處理去除剩余的SX AR-P 6200膠。
[0109]步驟7:以SiCV薄膜層為硬掩模，采用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕金屬鋁薄膜層，把圖形轉(zhuǎn)移到金屬鋁薄膜層上，形成微偏振片陣列；
[0110]本步驟ICP刻蝕的條件為:壓力0.2Pa、溫度0°C以下，刻蝕上功率300w，下功率35w，刻蝕氣體為5sccm Cl2、21sccm BCljP 4sccm N 2，刻蝕金屬銷薄膜層，將圖形轉(zhuǎn)移到金屬鋁薄膜層。
[0111]本發(fā)明實施例1?3制作的基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列經(jīng)實際實驗驗證。其中圖4為采用本發(fā)明實施例1的技術(shù)方案所獲得的基于硬掩模技術(shù)的微偏振片陣列的掃描電子顯微鏡照片，其中(b)為(a)的局部放大圖，可以看出，0°、45°、90°和135°四個偏振方向金屬Al納米光柵線寬均勻一致，邊緣光滑，線寬和間隔均約為70nm，取得了良好的效果。
[0112] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微偏振片陣列的制作方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)在襯底上鍍一層金屬薄膜層，并干燥處理； (2)在金屬薄膜層上鍍一層SiNx薄膜作為后續(xù)刻蝕的硬掩模； (3)在所述SiNx薄膜層上旋涂電子束正性光刻膠層并烘烤； (4)在所述光刻膠層上通過電子束直寫曝光并顯影得到光刻膠在納米尺度上的微偏振片陣列圖形； (5)以帶有所述微偏振片陣列圖形的光刻膠層為掩模，采用電感耦合等離子體刻蝕所述SiNx薄膜層，將所述微偏振片陣列圖形轉(zhuǎn)移到SiN^薄膜層上； (6)去除殘余的光刻膠層； (7)以帶有所述微偏振片陣列圖形的31凡薄膜層為硬掩模，采用電感耦合等離子體工藝刻蝕所述金屬薄膜層，得到所述微偏振片陣列； 其中，所述SiNx&可以由S12替代，以S12薄膜層作硬掩模。
2.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述襯底選自透明材料，優(yōu)選自玻璃、二氧化硅或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任意I種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述金屬選自鋁、金或鉻中的任意I種； 優(yōu)選地，所述金屬薄膜層的厚度為100?250nm，優(yōu)選大于150nm小于等于250nm ； 優(yōu)選地，所述金屬薄膜層通過濺射工藝或電子束蒸發(fā)工藝在襯底上鍍制形成。
4.如權(quán)利要求1?3之一所述的制作方法，其特征在于，所述SiN^薄膜層或S1 2薄膜層的厚度為50?150nm ； 優(yōu)選地，所述31隊薄膜層或S12薄膜層采用感應(yīng)耦合等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積生長形成。
5.如權(quán)利要求1?4之一所述的制作方法，其特征在于，所述光刻膠選自ZEP520A和/或 SX AR-P 6200 ； 優(yōu)選地，所述光刻膠層的厚度為150?250nm。
6.如權(quán)利要求1?5之一所述的制作方法，其特征在于，步驟(I)所述干燥處理為采用熱板或烘箱烘烤干燥；所述烘烤干燥溫度優(yōu)選120?220°C，烘烤干燥時間優(yōu)選2?60min ; 優(yōu)選地，步驟(3)所述烘烤為采用熱板或烘箱烘烤；所述烘烤溫度優(yōu)選120?220°C ;熱板烘烤時間優(yōu)選I?1min ;烘箱烘烤的時間為1min以上。
7.如權(quán)利要求1?6之一所述的制作方法，其特征在于，所述微偏振片陣列圖形為多個偏振方向的圖形，優(yōu)選為0°、45°、90°和135°四個偏振方向的圖形。
8.如權(quán)利要求1?7之一所述的制作方法，其特征在于，所述微偏振片陣列圖形陣列單元的尺寸與圖像傳感器的像素尺寸相同。
9.如權(quán)利要求1?8之一所述的制作方法，其特征在于，步驟(5)所述刻蝕為采用氟基氣體進(jìn)行刻蝕； 優(yōu)選地，步驟(6)所述殘余的光刻膠層的去除，采用在除膠液中超聲去除，或者采用O2等離子體去除；所述除膠液優(yōu)選丁酮； 優(yōu)選地，步驟(7)所述刻蝕采用氯基氣體進(jìn)行刻蝕；刻蝕后優(yōu)選用去離子水清洗殘留的氯基氣體。
10.一種微偏振片陣列，其特征在于，所述微偏振片陣列由權(quán)利要求1?9所述方法制備得到。
【文檔編號】G03F7/00GK104460021SQ201410764022
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】董鳳良, 徐麗華, 宋志偉, 褚衛(wèi)國 申請人:國家納米科學(xué)中心