光栅码盘的蚀刻加工工艺

　　光栅码盘是高精度角度/位移测量的核心元件，其表面包含周期性排列的微米级光栅线（线宽/间距常为10–50μm）。此类结构对周期误差、线边缘粗糙度及整体均匀性要求极为严苛，唯有高精度蚀刻工艺可满足。

　　材料首选超低膨胀合金，如因瓦合金或零膨胀玻璃陶瓷（如Zerodur），但金属基底仍占主流，因其易于蚀刻且机械强度高。

　　工艺起点是超精密基板制备：材料经多次研磨抛光，表面粗糙度Ra<0.1μm，平面度<2μm。随后进行超净清洗（Class100环境），避免颗粒污染。

　　光刻环节采用激光直写或电子束曝光，直接在光刻胶上绘制光栅图形，避免掩膜版衍射误差。对于大批量生产，则使用全息干涉曝光系统生成完美周期条纹。

　　显影后，进入关键蚀刻阶段。为获得陡直侧壁（侧蚀<1μm），常采用反应离子蚀刻（RIE）或湿法各向异性蚀刻。但在工业量产中，仍以优化的湿法蚀刻为主：使用FeCl₃+HCl混合液，添加表面活性剂抑制横向扩散，配合高频超声辅助，提升深宽比。

　　蚀刻深度通常为0.5–2μm，需与读取光源波长匹配。例如，用于He-Ne激光（632.8nm）的反射式光栅，深度需满足相位调制条件。

　　蚀刻后，经O₂等离子去胶、HF酸漂洗、超纯水冲洗，彻底清除金属离子。部分产品还需蒸镀铝膜（反射率>90%）并覆盖SiO₂保护层。

　　质量控制极为严格：使用原子力显微镜（AFM）检测线边缘粗糙度（LER<5nm），激光干涉仪测量周期误差（<±0.05μm），并进行莫尔条纹信号测试。

　　光栅码盘蚀刻工艺代表了微细加工的顶尖水平，其产品用于天文望远镜、光刻机对准系统、惯性导航等尖端领域。