一種衍射光學元件的制作方法，涉及微光學器件的制作。1)在基片上制作金屬層；2)涂膠，光刻顯影，腐蝕出金屬層作為刻蝕掩膜，該金屬層直徑為微透鏡Z外層環帶外徑；3)按設計厚度刻蝕基片形成Z外層第一個環帶；4)第二次涂膠，背面曝光光刻，顯影，保留光刻膠，側向腐蝕步驟2)中的金屬層，去除光刻膠；5)正面涂膠，背面曝光顯影；6)按設計厚度刻蝕基片形成Z外層第二個環帶；7)重復步驟4)，直到刻蝕出所有環帶，得到具有多臺階的微透鏡衍射光學元件。從根本上避免了傳統套刻方法制作微透鏡帶來的不可避免的誤差，減少了制作過程中的工藝步驟，降低了難度，同時也為制作其他多臺階器件提供了途徑。

　　【專利說明】一種衍射光學元件的制作方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及微光學器件的制作，尤其是涉及無需套刻對版來制作多臺階微透鏡的一種衍射光學元件的制作方法。

　　【背景技術】

　　[0002]衍射微透鏡陣列的制備是基于傳統的折射型微透鏡陣列發展起來的，二者的制作工藝具有傳承性。衍射微透鏡具備多臺階的特性，目前其制作方法大致分為光刻膠加離子刻蝕轉移法、束能直寫技術以及灰度掩膜技術。但是Z為實用，可靠性Z好的方法當屬光刻膠加離子刻蝕轉移的方法。

　　[0003]對于二元微透鏡，階梯形分布的相位近似表達式可以巧妙地克服在加工一個厚度連續變化形狀時遇到的困難，并且可以通過一系列二元振幅掩模曝光和圖形轉印來實現(見Swanson G J.Binary optics technology:the theory and design of mult1-leveldiffractive optical elements[R].MASSACHUSETTS INST OF TECH LEXINGTON LINCOLNLAB,1989.)。在光刻工藝中，二元光學元件的位相等級數L和所需的掩模數N之間存在這樣的關系:L=2n。因此制作8相位臺階和16相位臺階微透鏡分別需要三塊和四塊掩模版。實際制作中一般采用三塊掩模版，經三次光刻和三次刻蝕技術制造八相位(或八臺階)衍射微透鏡陣列，可基本滿足要求。微透鏡的制作工藝主要包括掩模版的設計和制作，利用光刻技術將所設計的掩模版圖形轉印到光刻膠上，利用干法刻蝕或濕法刻蝕技術將光刻膠圖形高保真地轉移到襯底表面，形成所需的浮雕結構。

　　[0004]隨著器件特征尺寸的減小，微透鏡環帶之間的寬度也隨之減小，為了制作高精度的衍射微透鏡就必須滿足相應的對準精度。常規的套刻工藝中第η塊掩膜版和第η-1塊掩膜版是嚴格對準的，環帶線條隨著器件減小變得越來越精細，細微的套刻誤差將導致衍身寸效率大大降低(見Unno Y.Point-spread function for binary diffractive lensesfabricated with misaligned masks[J].Applied optics,1998，37(16):3401-3407.)。影響衍射效率的重要因素有三個:縱向刻蝕深度誤差，橫向對準誤差和線寬誤差，而橫向對準誤差對衍射效率影響是Z大的。因而目前一般的光刻精度嚴重制約了微透鏡尺寸繼續減小。工藝上迫切需要一種能夠擺脫光刻精度限制的方法來制作微透鏡。