专利汇可以提供一种可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写 光刻 方法,通过DOE进行位相调制可超越衍射极限,提高“光针”的 分辨率 和焦深;通过光学扫描可实现“光针”在 光刻胶 平面上的移动,提高激光直写光刻速度。光学扫描系统利用二维振镜系统来产生X轴和Y轴两个方向的-10°到+10°的小 角 度偏转。沿X轴方向振动的为X轴振镜,沿Y轴方向振动的为Y轴振镜,该振镜分别由两个 驱动器 驱动,入射径向偏振光经X、Y轴振镜后,斜入射依次经扫描透镜、套筒透镜、纯 相位 型二元光学元件及高数值孔径显微物镜后,在焦平面附近产生沿X轴和Y轴移动的分辨 力 、焦深、均匀性均不受角度偏转影响的“光针”。提高了激光直写光刻的分辨力、焦深以及直写效率。,下面是一种可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法专利的具体信息内容。
1.一种可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:在扫描中使用二维振镜系统,激光束入射到振镜系统上,二维振镜系统的X轴振镜和Y轴振镜分别在两个驱动器驱动下产生角度偏转,入射径向偏振光经二维振镜系统后斜入射经由扫描透镜和套筒透镜构成的远心系统,再经纯相位型二元光学元件(DOE)进行位相调制,最后经高数值孔径显微物镜紧聚焦后可在像平面形成长焦深小焦斑的“光针”结构,该“光针”可以在光刻胶平面的一定范围内的任意位置移动,实现光学扫描。
2.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:通过模拟退火算法可以优化DOE的环带数量和各个环带的半径,使用优化后的DOE可以使“光针”的焦深延长,焦斑压缩。
3.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:选择数值孔径为0.95的大数值孔径显微物镜,衡量激光直写光刻主要的两个参数为焦深和分辨力,径向偏振光经大数值孔径显微物镜紧聚焦,可以得到“光针”结构,再通过DOE进行位相调制,可以超越衍射极限,使“光针”的焦深进一步延长,焦斑进一步压缩。
4.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:入射径向偏振光斜入射到DOE,当斜入射的角度在-10°到+10°范围之内时,经仿真发现,光针的焦深、分辨力、均匀性均不受影响,这一特性为光学扫描系统应用于激光直写光刻的一重要前提。
5.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:在扫描系统中使用二维振镜系统,该振镜系统由光学反射镜、基于振镜的扫描电机和探测器构成,其中光学反射镜安装在旋转轴上,探测器可为控制板提供位置反馈,该振镜系统电机的移动磁体设计选用了一个固定的磁铁和旋转线圈,这样能提供最快的响应时间和最高的系统共振频率,通过使用电机外壳的光学传感系统来编码反射镜的位置。
6.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:X轴振镜的中心与扫描透镜的物方焦点重合,扫描透镜的像方焦点与套筒透镜的物方焦点重合,套筒透镜的像方焦点与高数值显微物镜的物方焦点重合,孔径光阑和DOE位于高数值孔径显微物镜的物方焦平面上,两者的中心均与高数值显微物镜的物方焦点重合。
7.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:光针在光刻胶平面上移动的范围取决于振镜偏转的角度和各个透镜的焦距,根据几何位置关系可得到光针的移动范围与振镜偏转角度之间的关系。
8.根据权利要求1所述的可实现长焦深小焦斑结构的高效率激光直写光刻方法,其特征在于:所述的扫描透镜由Thorlabs公司出产,当入射光角度相对透镜光轴改变时,扫描透镜也能产生平坦成像面,光斑尺寸失真极小,改变入射角度可使焦斑在整个视场扫描像面。
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