[发明专利]光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法

权利要求书

1.光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤(1)、设计两个图案呈镜像对称的掩模版，掩模版图案为随机矩形排布的微孔，并在掩模版图案边缘设计一套十字对准标记，一个掩模版上为粗线宽十字丝，另一个掩模版上为细线宽十字丝；

步骤(2)、利用高精度激光直写技术制备设计的掩模版；

步骤(3)、在双面抛光的玻璃基材的正反两侧镀铬膜层作为湿法刻蚀的掩蔽层；

步骤(4)、在玻璃基材一侧的铬膜层表面旋涂光刻胶，并通过曝光、显影相关光刻工艺将带有粗线宽十字丝对准标记掩模版上的图案及对准标记传递到光刻胶层；

步骤(5)、利用去铬液对携带有光刻胶图案信息的铬膜层进行化学反应，将光刻胶上的图案及对准标记传递到该侧铬膜层，在此过程中需要对玻璃基材的另一侧的铬膜层进行保护，避免该侧铬膜层与去铬液反应；

步骤(6)、将基材放入HF溶液中进行刻蚀，HF溶液从铬膜层图案微孔中渗透侵蚀玻璃基材，在玻璃基材一侧形成随机矩形分布的微透镜阵列结构；

步骤(7)、在另一侧铬膜层表面旋涂光刻胶，利用双面曝光技术进行曝光，曝光过程中，选用带有细线宽十字丝对准标记的掩模版，将细线宽的十字丝标记对准到粗线宽的十字丝内，实现两个呈镜像对称的掩模版图案的精确对准，再进行显影操作，将掩模版上的图案传递到光刻层；

步骤(8)、再次将基材放入去铬液中使光刻胶图案转移到铬膜层；

步骤(9)、最后，将制备完成的随机微透镜阵列保护起来，再将基材放入HF溶液中进行刻蚀，在基材另一侧形成第二面的随机矩形排布的微透镜阵列结构，最终完成双面随机微透镜阵列的制备。

2.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(1)中设计的掩模版是两个呈镜像对称的图形区，其图形区中的图案为带有随机矩形排布的微孔，以使得最后制备的微透镜阵列上的结构为随机分布。

3.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(1)中设计的掩模版是两个呈镜像对称的图形区，其图形区中的图案为带有随机矩形排布的微孔，其矩形口径变化范围几十微米量级，微孔处于矩形的中心位置，半径为微米量级。

4.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(1)中掩模版图案边缘设计的一套十字对准标记，为一个粗线宽十字丝，一个细线宽十字丝，其宽度为微米量级。

5.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(1)中设计的掩模版是两个呈镜像对称的图形区，其图形区中的图案为带有随机矩形排布的微孔，掩模版中微孔为透光区域，其他区域不透光。

6.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(3)中在玻璃基材两个面上镀铬膜层，膜层厚度在百纳米量级。

7.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(4)中掩模版上的带有粗线宽十字丝对准标记的图案和十字丝对准标记按照1:1的比例传递到玻璃基材的光刻胶层。

8.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(5)中基材置于去铬液中，将裸露在外的铬层去除，去除厚度为百纳米量级。

9.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(6)中所述将基材放入HF溶液中进行刻蚀，HF溶液是由去离子水、氢氟酸(40％)和浓硝酸(65％-68％)按照5:2:2的比例配制而成，可以实现表面粗糙度为±13nm的光滑表面制备。

10.根据权利要求1所述的光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法，其特征在于：步骤(7)中所述双面对准曝光技术，需要基于双面曝光机开展，通过预先锁定掩模版，捕获掩模版图案；再调节基片台，将玻璃基材所携带的对准标记结构与掩模版的对准标记精密对准，实现图案层与结构层的双面对准制备。