基于移动掩模曝光的聚酰亚胺连续微结构刻蚀工艺研究.pdf

第 44卷第 9期 光 子 学 报 Vo1．44No．9 2015年 9月 ACTA PHOTONICA SINICA September2015 doi：10．3788／gzxb2O1544O9．0922004 基于移动掩模曝光的聚酰亚胺连续微结构 刻蚀工艺研究 谢玉萍 ，吴鹏 ，杨正 ，尹韶云 ，杜春雷 ，董连和 (1长春理工大学 光学工程学院，长春 130022) (2中国科学院重庆绿色智能技术研究院 集成光电中心，重庆 401122) (3跨尺度制造技术重庆市重点实验室 ，重庆 401122) 摘 要 ：为实现在聚酰亚胺薄膜上制备连续面形的微透镜结构 ，开发 了一种薄膜光刻刻蚀 的工艺方法． 首先利用移动掩模曝光得 到连续面形的光刻胶微 浮雕结构 ，再通过反 应 离子刻蚀技 术将微 结构 高保 真 度 、低粗糙度地转移到 PI薄膜上．为解决刻蚀过程 中最关键 的等比刻蚀 问题 ，分别研究了刻蚀气体组分 的优选、气体组分配比和气体流量的优化等对等 比刻蚀 的影响．实验结果表明：在一定的刻蚀条件 (如射 频功率、腔室压强和 自偏压)下，O +SF 的混合工作气体 中，O。为一定值 ，随着 SF 占的比例增加至 13．O4 ，总流量为 46sccm 的优化值 时，实现 了刻蚀速率和刻蚀 比分别 为 136nm／min和 1：1．02，刻蚀 误差仅为 2．3 的较好各向异性刻蚀．通过 实验室搭建的焦距测试 系统，证明了该方法在 PI薄膜上制 备 的微透镜 阵列与石英上具有相 同的光学特性． 关键词 ：微透镜 ；移动掩膜曝光；反应 离子刻蚀 ；等 比刻蚀 ；聚酰亚胺 ；各 向异性 ；光学特性 中图分类号 ：TN205 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—4213(2015)09—0922004—5 ContinuousM icrostructureEtchingProcessPolyimide BasedM ovingM askExposure XIE Yu—ping 。，W U Peng。 ，YANG Zheng ，YIN Shao—yun～，DU Chun一1ei2。，DONG Lian_he (1SchoolofOptoelectronicEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology， Changchun130022，China) (2．ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology，ChineseAcademyofSciences， Chongqing401122，China) (3ChongqingKeyLaboratoryofMulti—ScaleManufacturingTechnology，Chongqing401122，China) Abstract：Thelithography etching processwasdeveloped tomake the continuoussurface micro-lens structureon a self_supporting polyimide (PI) thin film．The photo—resistsculpture structureswere obtainedbymeansofmovingmaskexposuretechnologyfi