CN1677236A - 薄膜工件的切割方法 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜工件的切割方法，包括以下步骤：在镀膜基片表面涂敷光刻胶；烘烤涂敷光刻胶后的镀膜基片以提高光刻胶的灵敏度；用带有多个切割道的光罩罩于镀膜基片表面；对露出光罩的光刻胶曝光，则镀膜基片表面形成一具有切割道的曝光区；将曝光后的基片放入显影液中进行显影，将曝光区的光刻胶溶于显影液，则曝光区露出镀膜基片；对曝光区的镀膜基片进行蚀刻，将镀膜除去，露出底材；除去薄膜表面的光刻胶，利用切割刀具沿露出底材的切割道对基片进行切割，清洗后得到最终的薄膜工件。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种薄膜工件的切割方法，尤其是关于一种具有光学镀膜的光学元件的切割方法。
【背景技术】
光学和半导体科技对社会发展具有极大影响，特别是在电子信息及通讯领域，薄膜技术是其中一个应用分支。这些薄膜可以是镀在基体的单层或多层镀膜。目前，已经有多种精确控制技术得到发展，使得在基体上沉积多层薄膜成为可能，但是，膜层数目的增加会导致薄膜滤波片膜层的内应力增大，如果薄膜滤波片的膜层形成时就具有较大的内应力，则切割时需要保证该应力不会过度增加，实际上，过大的应力会导致该膜层变脆而在切割作业中被破坏或从基体剥落。
薄膜工件通常是由玻璃基体与附于玻璃基体上的镀膜构成，其常用切割方法是将该薄膜工件置于一切割设备的工作台，随后由该切割设备采用金刚石刀片切割该薄膜基体至预定尺寸。
上述现有方法由于金刚石刀片无方向导引容易偏离切割方向，而且直接切割容易引起膜层内的附加压力，增大膜层的内应力，附加压力与膜层的残余应力叠加，将使薄膜工件所成光谱变形，同时采用现有方法切割时切割压力可能会损毁该膜层。
有鉴于此，提供一种具有切割方向导引且能减少膜层内应力影响的薄膜切割方法实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种薄膜工件的切割方法。
本发明是关于一种薄膜工件的切割方法，包括以下步骤：
(1)在镀膜基片表面涂敷光刻胶；
(2)用带有多个切割道的光罩罩于镀膜基片表面；
(3)对露出光罩的光刻胶曝光，则镀膜基片表面形成一具有切割道的曝光区；
(4)将曝光后的基片放入显影液中进行显影，将曝光区的光刻胶溶于显影液，则曝光区露出镀膜基片；
(5)对曝光区的镀膜基片进行蚀刻，将镀膜除去，露出底材；
(6)除去薄膜表面的光刻胶，利用切割刀具沿露出底材的切割道对基片进行切割，清洗后得到最终的薄膜工件。
相较现有技术，本发明利用光学显影及蚀刻技术在薄膜表面形成一切割道，切割刀具沿切割道对镀膜基片进行准确切割，而且由于切割道的薄膜通过蚀刻除去，则切割时对薄膜不会产生附加内应力。
【附图说明】
图1是本发明薄膜工件的切割方法适用的镀膜基片的结构示意图；
图2是本发明薄膜工件的切割方法适用的镀膜基片涂敷光刻胶后的结构示意图；
图3是本发明薄膜工件的切割方法适用的光罩与镀膜基片示意图；
图4是本发明薄膜工件的切割方法适用的镀膜基片曝光后的结构示意图；
图5是本发明薄膜工件的切割方法适用的镀膜基片显影后的结构示意图。
【具体实施方式】
本发明适用于具有表面镀膜的光学组件的切割。
本发明包括以下步骤：
(1)在镀膜基片表面涂敷光刻胶；
(2)烘烤涂敷光刻胶后的镀膜基片以提高光刻胶的灵敏度；
(3)用带有多个切割道的光罩罩于镀膜基片表面；
(4)对露出光罩的光刻胶曝光，则镀膜基片表面形成一具有切割道的曝光区；
(5)将曝光后的基片放入显影液中进行显影，将曝光区的光刻胶溶于显影液，则曝光区露出镀膜基片；
(6)对曝光区的镀膜基片进行蚀刻，将镀膜除去，露出底材；
(7)除去薄膜表面的光刻胶，利用切割刀具沿露出底材的切割道对基片进行切割，清洗后得到最终的薄膜工件。
如图1所示，上述步骤(1)中的镀膜基片1包括两部分，分别为底材10及镀膜20，其中底材10的材料为玻璃或聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethyl methacrylate)等透明聚合物。镀膜20的材料可为硅(Si)氧化物，硅(Si)氮化物，Ti、Al、Cu、Ta等金属及其氧化物及类金刚石薄膜等。光刻胶30(如图2所示)为一种正型光刻胶，即可用显影技术除去已照射光部分的类型。
为提高光刻胶30的灵敏度，需在低温下烘烤经步骤(1)得到的带有光刻胶30的镀膜基片1，一般的烘烤温度在50℃-150℃的间，烘烤时间为5-10分钟。
请同时参照图3所示，烘烤后，将一具有多个切割道501的光罩50罩于光刻胶30表面，其中切割道501的宽度为10-100μm，然后用激光光或紫外光(图未示)照射光罩50，则从切割道501露出的光刻胶30在光照下曝光，停止照射激光或紫外光，将光罩50取下，则在光刻胶30表面形成一曝光区301(如图4所示)。
将曝光后的镀膜基片1放入显影液中进行显影，显影液可为磷酸钠、磷酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙等无机碱溶液，也可为有机碱溶液。由于光刻胶30为一种正型光刻胶，则显影后曝光区301溶于显影液内，露出镀膜基片1，形成与光罩50上切割道501形状相同的细槽状切割道302(如图5所示)。
沿细槽状切割道302对露出的镀膜基片1进行干法蚀刻(dry etching)，利用反应性离子蚀刻(RIE)或者磁控管反应性离子蚀刻等蚀刻方法将露出的镀膜基片1表面的镀膜20蚀刻除去，露出底材10。
将剩余的光刻胶30浸泡于加热后的浓酸(如浓硫酸或浓硝酸)中，则光刻胶30会被浓酸溶解而除去，露出镀膜基片1的镀膜20。然后用纯净水清洗基片1表面，除去残余酸液。最后用切割刀具(如金刚石刀片)沿细槽状切割道302将镀膜基片1切割为具有薄膜的光学工件。
Claims (10)
1.一种薄膜工件的切割方法，包括以下步骤：
(1)在镀膜基片表面涂敷光刻胶；
(2)用带有多个切割道的光罩罩于镀膜基片表面；
(3)对露出光罩的光刻胶曝光，则镀膜基片表面形成一具有切割道的曝光区；
(4)将曝光后的基片放入显影液中进行显影，将曝光区的光刻胶溶于显影液，则曝光区露出镀膜基片；
(5)对曝光区的镀膜基片进行蚀刻，将镀膜除去，露出底材；
(6)除去薄膜表面的光刻胶，利用切割刀具沿露出底材的切割道对基片进行切割，清洗后得到最终的薄膜工件。
2.如权利要求1所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述镀膜基片包括底材及镀膜层。
3.如权利要求2所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述光刻胶是正型光刻胶。
4.如权利要求3所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：涂敷光刻胶后烘烤镀膜基片以提高光刻胶的灵敏度，烘烤温度为50-100℃。
5.如权利要求4所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述切割道的宽度为10-100μm。
6.如权利要求5所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述曝光过程采用激光或紫外光。
7.如权利要求6所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述显影液为磷酸钠、磷酸钙、氢氧化钠、氢氧化钙等无机碱溶液中的一种，也可为有机碱溶液。
8.如权利要求7所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述蚀刻过程中采用干法蚀刻方法。
9.如权利要求8所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述光刻胶藉由加热后的浓酸溶解除去。
10.如权利要求9所述的薄膜工件的切割方法，其特征在于：所述浓酸为浓硫酸或浓硝酸。
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