本發(fā)明涉及光柵技術領域，尤其涉及一種光柵制造方法及光柵。

背景技術：

已有的光柵制造方法通常采用軟硬模板結合的制作工藝，如圖1所示(圖1為軟硬模塊結合的光柵制造流程示意圖)：1)在基板上依次形成硬模板(第一層掩膜)和軟模板(第二層掩膜)；2)經過光柵曝光和光柵顯影后，軟模板上形成多條接近平行的縫隙，使縫隙底部的硬模板暴露出來；3)采用干法刻蝕對硬模板進行刻蝕；4)經過干法刻蝕對基板進行光柵刻蝕，形成具有多條縫隙的光柵。其中，軟模板上形成的多條縫隙的側壁表面通常會存在一定的粗糙度。

由于干法刻蝕對目標刻蝕材料(即基板)的刻蝕速率遠遠高于對掩膜材料的刻蝕速率，同時干法刻蝕具有良好的圖形傳遞能力，因此，軟模板的粗糙度會直接傳遞給硬模板，進而硬模板的粗糙度也會直接傳遞給基板，從而使形成的光柵中的多條縫隙的側壁表面的粗糙度會比較嚴重。

當光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度超過一定閾值時，會對入射激光產生散射或衍射，進而降低出光效率，因此，如何降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度是急需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種光柵制造方法及光柵，降低了光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種光柵制造方法，包括：

在基板上涂覆電致抗蝕劑，形成第一層模板；

在所述第一層模板上涂覆光刻膠，形成第二層模板；

對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板 上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來；

對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；

通過干法刻蝕對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，形成光柵。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種采用上述第一方面所述的光柵制造方法制造的光柵。

本發(fā)明中，通過在基板上依次形成第一層模板和第二層模板；對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來；進一步地，對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；進一步地，通過干法刻蝕對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，形成光柵?？梢姡捎谕ㄟ^對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕，所述第一層模板中形成至少兩條側壁表面非常光滑的第二縫隙，進一步地，采用干法刻蝕對基板中暴露出來的部分進行刻蝕，可降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度，從而提高了光柵質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或已有技術中的技術方案，下面將對實施例或已有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為軟硬模塊結合的光柵制造流程示意圖；

圖2為曝光原理示意圖；

圖3為軟模板中所形成的縫隙側壁表面的粗糙度示意圖；

圖4a為本發(fā)明光柵制造方法實施例一的流程示意圖；

圖4b為本發(fā)明濕法腐蝕的示意圖；

圖5為本發(fā)明光柵制造方法實施例二的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā) 明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

已有的光柵制造方法通常采用如圖1所示的光柵制造流程，其中，光柵曝光是利用兩束激光互相干涉形成明暗條紋并照射在軟模板(如正性光刻膠)上，使明條紋處的軟模板感光后材質發(fā)生了變化(如圖1中的斜線部分)，進一步地使用顯影液將圖1中的斜線部分清洗掉使軟模板中形成多條縫隙。圖2為曝光原理示意圖，如圖2所示，在曝光時，入射光照射到軟模板表面，有部分光將透射到硬模板表面并被部分反射回來(即反射光)，此時反射光與入射光相互干擾形成駐波(包括：波峰和波谷)，這將造成曝光后的軟模板所形成的縫隙側壁表面存在一定的起伏，起伏的幅度即表面粗糙度(lineroughness)，其中，起伏的幅度約為幾十納米；圖3為軟模板中所形成的縫隙側壁表面的粗糙度示意圖，圖3中僅示出由駐波所產生的縫隙側壁表面沿z軸方向的粗糙度，同樣沿x軸方向也存在相似的粗糙度(圖中未示出)；可見，軟模板上形成的多條縫隙的側壁表面通常會存在較大粗糙度，由于軟模板的粗糙度通過干法刻蝕會直接傳遞給硬模板，進而硬模板的粗糙度也會直接傳遞給基板，從而使形成的光柵中的多條縫隙的側壁表面的粗糙度會比較嚴重，會對入射激光產生散射或衍射，進而降低出光效率，因此，有必要改善或消除光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度。

下面結合附圖通過具體實施例對本發(fā)明實施例提供的光柵制造方法進行詳細說明。

實施例一

圖4a為本發(fā)明光柵制造方法實施例一的流程示意圖，圖4b為本發(fā)明濕法腐蝕的示意圖。如圖4a所示，本實施例的光柵制造方法可以包括：

1、在基板上涂覆電致抗蝕劑，形成第一層模板。

本步驟中，在將電致抗蝕劑(即電子膠，對光照不敏感)進行稀釋以達到滿足旋涂厚度要求后，通過將稀釋后的電致抗蝕劑旋涂覆于基板上形成第一層模板；可選地，所述第一層模板的厚度可以為10-50nm，當然，所述第 一層模板的厚度還可以為其它數(shù)值，本發(fā)明實施例對此并不作限制?？蛇x地，所述電致抗蝕劑可以為正性電致抗蝕劑或者負性電致抗蝕劑，本發(fā)明的附圖中以正性電致抗蝕劑為例進行說明?？蛇x地，所述正性電致抗蝕劑包括以下任意一種：聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)膠、pmma/ma聚合物和liga工藝用膠?？蛇x地，進行稀釋所采用的稀釋液可為有機溶劑類，當采用正性電致抗蝕劑時，正性電致抗蝕劑與稀釋液的體積比為1:5-1:12。

2、在所述第一層模板上涂覆光刻膠，形成第二層模板。

本步驟中，在所述第一層模板上繼續(xù)旋涂覆光刻膠，形成第二層模板；可選地，所述第二層模板的厚度可以為30-100nm，當然，所述第一層模板的厚度還可以為其它數(shù)值，本發(fā)明實施例對此并不作限制。可選地，所述光刻膠可為正性光刻膠或者負性光刻膠，本發(fā)明的附圖中以正性光刻膠為例進行說明。

3、對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來。

本步驟中，通過控制曝光功率和曝光時長，對涂覆有雙層模板的基板先進行光柵曝光(holography)，其中，通過干涉形成的明暗條紋照射到所述第二層模板上，明條紋處的光照強度可使正性光刻膠發(fā)生光分解反應(如圖4a中的斜線部分，其中，分解反應后所生成的物質可溶解于顯影液)，暗條紋處的光照強度可近似為0(正性光刻膠不發(fā)生反應，即不可溶解于顯影液)；進而通過控制對曝光后的涂覆有雙層模板的基板進行光柵顯影，由此在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來?？蛇x地，所述曝光功率可以為30-60mw、所述曝光時長可以為60-120s以及所述顯影時長可以為17-35s；當然，所述曝光功率、所述曝光時長和所述顯影時長還可以為其它數(shù)值，本發(fā)明實施例對此并不作限制。

4、對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；其中，所述第二縫隙的側壁表面的粗糙度低于預設粗糙度。

本步驟中，通過控制腐蝕時長和腐蝕溫度，采用腐蝕液(即能夠溶解電致抗蝕劑的有機溶劑)對所述第一層模板中暴露出來的部分進行腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；可選地，所述腐 蝕時長可以為10-30s和所述腐蝕溫度可以為22±3℃，其中，具體的腐蝕時長由所述第一層模板的厚度及所述第二縫隙的目標寬度決定；當然，所述腐蝕時長和所述腐蝕溫度還可以為其它數(shù)值，本發(fā)明實施例對此并不作限制。相比于已有技術中，通過干法刻蝕對硬模板進行刻蝕；如圖4a和4b所示，本發(fā)明實施例中，通過采用具有各向同性腐蝕(即垂直方向的腐蝕速率等于水平方向的腐蝕速率)的濕法腐蝕對所述第一層模板中暴露出來的部分進行均勻腐蝕，形成側壁表面非常光滑的至少兩條第二縫隙(其中，所述第二縫隙的側壁表面的粗糙度低于預設粗糙度，可選地，所述預設粗糙度可以小于等于第一粗糙度，所述第一粗糙度可以為按照已有技術制作光柵時硬模板中縫隙的側壁表面的粗糙度，或者為按照已有技術所制作的光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度)，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；由于垂直腐蝕和橫向腐蝕的腐蝕速率相等，因此，所述第二縫隙的寬度大于所述第一縫隙的寬度，且所述第二縫隙的側壁表面的粗糙度低于預設粗糙度(即所述第二縫隙的側壁表面非常光滑)，從而避免了第二層模板中所產生第一縫隙的側壁表面粗糙度傳遞到第一層模板的問題。

5、通過干法刻蝕對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，形成光柵。

本步驟中，將經過步驟4處理的基板置于干法刻蝕設備中，通過控制刻蝕功率，通入甲烷和氫氣對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，以形成具有多條縫隙的光柵；可選地，所述刻蝕功率可以為80-120w、所述甲烷的流量可以為10-50sccm、所述氫氣的流量可以為50-150sccm以及刻蝕時長可以為60-108s(具體的刻蝕時長可根據(jù)刻蝕深度確定)；當然，所述刻蝕功率、所述甲烷的流量、所述氫氣的流量以及所述刻蝕時長，還可以為其它數(shù)值，本發(fā)明實施例對此并不作限制。可見，由于步驟4中通過對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙(所述第二縫隙的寬度大于所述第一縫隙的寬度)，從而第二層模板中所產生第一縫隙的側壁表面粗糙度不會傳遞到第一層模板；另一方面，由于第一層模板中所產生的第二縫隙的側壁表面非常光滑，進一步地，采用干法刻蝕對基板中暴露出來的部分進行刻蝕，可降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度；因此，通過本發(fā)明實施例提供的光柵制造方法所制造的光柵中縫隙的側壁表面非常光滑，提高了出光效率。

本發(fā)明實施例中，通過在基板上依次形成第一層模板和第二層模板；對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來；進一步地，對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；其中，所述第二縫隙的側壁表面的粗糙度低于預設粗糙度；進一步地，通過干法刻蝕對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，形成光柵。可見，由于通過對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕，所述第一層模板中形成至少兩條側壁表面非常光滑的第二縫隙，進一步地，采用干法刻蝕對基板中暴露出來的部分進行刻蝕，可降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度，從而提高了光柵質量。

實施例二

圖5為本發(fā)明光柵制造方法實施例二的流程示意圖。如圖5所示，本實施例的光柵制造方法可以包括：

s501、在基板上涂覆正性電致抗蝕劑，形成第一層模板。

本步驟中，采用thinnertype稀釋液對正性電致抗蝕劑(如pmma膠)進行稀釋(如稀釋濃度為1:9)，通過將稀釋后的正性電致抗蝕劑旋涂覆于基板上形成厚度為30nm的第一層模板。

s502、在所述第一層模板上涂覆正性光刻膠，形成第二層模板。

本步驟中，在所述第一層模板上繼續(xù)旋涂覆正性光刻膠，形成厚度為70nm的第二層模板。

s503、對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來。

本步驟中，控制曝光功率為35mw、曝光時長為65s和顯影時長為25s，對涂覆有雙層模板的基板進行光柵曝光和光柵顯影，在所述第二層模板上形成至少兩條第一縫隙，以使所述第一縫隙底部的第一層模板暴露出來。

s504、對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來。

本步驟中，控制腐蝕時長為20s和腐蝕溫度為22℃，采用腐蝕液(即能夠溶解正性電致抗蝕劑的有機溶劑)對所述第一層模板中暴露出來的部分進 行腐蝕形成至少兩條第二縫隙，以使所述第二縫隙底部的基板暴露出來；其中，所述第二縫隙的寬度大于所述第一縫隙的寬度，且所述第二縫隙的側壁表面的粗糙度低于預設粗糙度。

可選地，為了保證光柵底部殘膠和有機沾污的完全去除，進一步地，可通過等離子體去浮渣工藝對所述基板中暴露出來的部分進行清洗；其中，等離子體去浮渣工藝是由微波源產生順流等離子體，通入一定流量的反應氣體(本發(fā)明實施例中采用的是體積比為5:1的氧氣與氬氣的混合氣體)，利用氧氣對基板待刻蝕區(qū)域進行等離子體清洗，進一步去除在正性電致抗蝕劑的腐蝕清洗過程中可能在基板表面所產生的有機物沾污，進一步優(yōu)化了光柵表面的粗糙度。

可選地，通過等離子體去浮渣工藝對所述基板中暴露出來的部分進行清洗，包括：控制微波等離子體發(fā)生器的功率為40-60w(如40w)，通入氧氣和氬氣對所述基板中暴露出來的部分進行清洗；可選地，氧氣流量為30-100sccm(如50sccm)、氬氣流量為10-20sccm(如10sccm)和去浮渣時長為6s-32s。

可選地，步驟s503中的光柵顯影過程還可與步驟s504中的濕法腐蝕過程同時執(zhí)行，例如步驟s503中所采用的顯影液同時還可腐蝕所述第一層模板(即所述顯影液和所述腐蝕液采用同一種液體，例如az-400k顯影液)，此方案中顯影時長非常關鍵(由于顯影時長會影響第一層模板中的第二縫隙及第二層模板中的第一縫隙的寬度，因此，為了使第一縫隙和第二縫隙的寬度能達到目標寬度，需要對顯影時長嚴格控制)，從而簡化了濕法腐蝕的步驟。

s505、通過干法刻蝕對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕，形成光柵。

本步驟中，將經過步驟s504處理的基板置于干法刻蝕設備中，控制刻蝕功率為120w，通入流量為30sccm的甲烷和流量為100sccm的氫氣對所述基板中暴露出來的部分進行刻蝕以形成光柵；其中，刻蝕時長為74s，具體可根據(jù)刻蝕深度確定?？梢?，由于步驟s504中通過對所述第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條側壁表面非常光滑的第二縫隙，進一步地，采用干法刻蝕對基板中暴露出來的部分進行刻蝕，可降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度；因此，通過本發(fā)明實施例提供的光柵制造方法所制造的光柵中縫隙的側壁表面非常光滑，提高了出光效率。

本發(fā)明實施例中，通過在濕法腐蝕步驟之后通過等離子體去浮渣工藝對所述基板中暴露出來的部分進行清洗，進一步去除在正性電致抗蝕劑的腐蝕清洗過程中可能在基板表面所產生的有機物沾污，進一步減少了光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度；進一步地，通過將光柵顯影過程與濕法腐蝕過程同時執(zhí)行，簡化了濕法腐蝕步驟，進而優(yōu)化了光柵制造流程。

已有技術中，由于濕法腐蝕的腐蝕速率不能精確控制，為了避免基板刻蝕后達不到目標刻蝕要求的問題(若達不到目標刻蝕要求，則該光柵便無法使用)，因此，不能直接采用濕法腐蝕對基板進行刻蝕；相比之下，本發(fā)明上述實施例中，采用濕法腐蝕對第一層模板進行刻蝕，若對第一層模板刻蝕后達不到要求，可以重新在所述基板上依次生成第一層模板和第二模板，并進行重新刻蝕。

實施例三

本發(fā)明實施例提供一種采用上述實施例一或實施例二所述的光柵制造方法制造的光柵，由于通過對第一層模板中暴露出來的部分進行濕法腐蝕形成至少兩條第二縫隙(所述第二縫隙的側壁表面非常光滑)，進一步地，采用干法刻蝕對基板中暴露出來的部分進行刻蝕，可降低光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度；因此，采用上述實施例一或實施例二所述的光柵制造方法制造的光柵中縫隙的側壁表面的粗糙度較小(即縫隙的側壁表面非常光滑)，從而提高了出光效率。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。