[發明專利]激光干涉光刻技術制作過濾膜網孔結構的方法和系統

有效

• 申請號: 201010279175.2
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN101980083A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 劉洋;王作斌;趙樂;劉蘭嬌;徐佳;侯煜;翁占坤;宋正勛;胡貞
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用激光干涉光刻技術制作過濾膜網孔結構的方法和系統，其特征在于，使用多光束激光干涉光刻系統，將多個相干激光束組合，對干涉場內的光強度分布進行強弱調制，用調制后重新分布的激光能量燒蝕被加工材料表面，在大面積范圍內形成單層或多層微米或納米級密集的柱形、錐形浮雕或孔結構，形成過濾膜的網孔結構，從而過濾空氣和水中的雜質、細菌、病毒等，提高凈化空氣和水的純凈度。

2.根據權利要求1所述，可使用二光束干涉條紋圖案輔助兩次曝光被加工材料表面，制成過濾膜網孔結構，其特征在于，在第一次曝光的基礎上，將吸附基片材料的工件臺或者將干涉光學系統以預先設定的角度旋轉，使干涉條紋圖案與第一次曝光的圖案成預先設定的角度，進行第二次曝光，利用兩次干涉圖案的強度疊加對基片材料表面進行燒蝕，以更簡單靈活的方式產生預期的過濾膜網孔結構。

3.根據權利要求1所述，可使用四光束干涉一次曝光被加工材料表面，制成過濾膜網孔結構，其特征在于，形成的孔結構周圍為零曝光線，因此不存在鞍點，中心與邊緣的強度比大，這種曝光方式有利于加工深孔。

4.根據權利要求1所述，其特征在于，可以使用特定干涉圖案直接大面積曝光涂覆有光敏材料的材料表面，然后刻蝕形成材料表面的微米或納米級網孔結構。

5.根據權利要求1至4所述，其特征在于，利用激光干涉光刻技術，將多個相干激光束組合，在基片材料上形成孔徑大小不同、孔間間距互異的納米孔陣列，可將上述制備好的基片材料多層疊加，也可按孔徑大小的不同依次排列，過濾空氣和水中的雜質、細菌、病毒等。

6.根據權利要求1至4所述，其特征在于，利用激光干涉光刻技術，將多個相干激光束組合，形成不同線寬的光柵結構，將制備好的基片材料多層疊加，按線寬的尺寸依次排列，提高空氣和水的過濾純凈度。

7.根據權利要求1至4所述，其特征也在于：被曝光或燒蝕的基片材料表面是平面、非平面或任意不規則曲面。

8.根據權利要求1至4所述，在滿足光能量閾值允許范圍的基礎上擴束后，結合移動基片工件臺或者干涉光學系統，用多光束干涉圖案掃描曝光基片或材料表面，形成超大面積微納結構過濾膜網孔結構。

9.根據權利要求1至4所述，采用的過濾膜網孔結構的多光束激光干涉光刻系統，其特征在于：通過變換光學器件的相對擺放位置，改變照射到基片材料表面的相干光束的入射角，同時控制曝光能量從而調整被加工材料表面的微細網孔結構的參數。該系統的光刻特征尺寸可通過用線位移或角位移控制系統改變入射光的夾角實現從幾納米到幾百微米可調。

10.根據權利要求1所述的系統，通過光學移相或機械位移樣品，然后重復曝光或多次曝光插補以實現高密度微納米過濾膜網孔結構，從而形成高密度過濾膜網孔結構。用重復曝光或多次曝光的方法也可在同一材料表面實現具有微納米二級孔柱結構的過濾膜。