[實用新型]大尺寸雙光子光刻打印臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821120633.6
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208384342U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏一振;王洪慶;楊鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州志英科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本實用新型公開了一種大尺寸雙光子光刻打印臺，包括載玻片和蓋玻片，還包括：載物臺，承載所述的蓋玻片；移動臺，位于載物臺上方，承載所述的載玻片；電機，驅(qū)動移動臺相對于載物臺做三維方向的移動；控制單元，控制電機的移動。在整個光刻過程中，本實用新型的蓋玻片固定在載物臺上不存在移動，維納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的尺寸由移動臺的移動范圍決定，而不是受限于暴露出來的蓋玻片的尺寸，從而實現(xiàn)大尺寸微納光學(xué)器件的加工制作。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微納結(jié)構(gòu)光刻領(lǐng)域，尤其涉及一種大尺寸雙光子光刻打印臺。

背景技術(shù)

激光技術(shù)是20世紀(jì)與原子能、半導(dǎo)體及計算機齊名的四項重大發(fā)明之一。四十多年來，隨著小型電子產(chǎn)品和微電子元器件需求量的日益增長，對于加工材料(尤其是聚合物材料以及高熔點材料)的精密處理已日漸成為激光在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。激光加工是激光產(chǎn)業(yè)的重要應(yīng)用，與常規(guī)的機械加工相比，激光加工更精密、更準(zhǔn)確、更迅速。

飛秒激光光刻技術(shù)具有加工精度高、熱效應(yīng)小、損傷閾值低以及能夠?qū)崿F(xiàn)真正的三維微結(jié)構(gòu)加工等優(yōu)點，這些特性是傳統(tǒng)的激光加工技術(shù)所無法取代的。

近十年人們對激光雙光子微加工進行了深入的研究。雙光子聚合是物質(zhì)在發(fā)生雙光子吸收后所引發(fā)的一種光聚合過程，雙光子吸收是指物質(zhì)的一個分子同時吸收兩個光子，雙光子吸收的發(fā)生主要在脈沖激光所產(chǎn)生的超強激光焦點處，光路上其它地方的激光強度不足以產(chǎn)生雙光子吸收，并且由于所用光波長較長，能量較低，相應(yīng)的單光子吸收過程不能發(fā)生。因此，雙光子過程具有良好的空間選擇性。與現(xiàn)有的其他工藝相比，雙光子聚合能夠制造更高分辨率的三維微納結(jié)構(gòu)。

雙光子光刻制作大尺寸光學(xué)器件，是通過二維移動臺進行移動拼接光刻實現(xiàn)的。在實現(xiàn)過程中，蓋玻片放置于打印臺上，蓋玻片與載波片之間放入光刻膠材料，通過二維移動臺控制蓋玻片與載波片移動，分區(qū)域光刻，制作大尺寸維納光學(xué)器件。采用該方法的特點是，蓋玻片、載玻片和二維移動臺同步移動。其缺點是，所能實現(xiàn)的維納光學(xué)器件，由固定在載物臺上的暴露出來的蓋波片的尺寸決定。為了實現(xiàn)大尺寸維納光學(xué)器件的制造，就需要一個大尺寸的蓋玻片和載波片，在其間充滿光刻膠，而實際用于光刻的光刻膠僅為充滿的光刻膠的小部分，存在浪費光刻膠浪費的問題。

實用新型內(nèi)容

為了使用雙光子光刻技術(shù)實現(xiàn)大尺寸微納光學(xué)器件的制作，本實用新型提供一種大尺寸雙光子光刻打印臺。

本實用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種大尺寸雙光子光刻打印臺，包括載玻片和蓋玻片，還包括：

載物臺，承載所述的蓋玻片；

移動臺，位于載物臺上方，承載所述的載玻片；

電機，驅(qū)動移動臺相對于載物臺做三維方向的移動；

控制單元，控制電機的移動。

在雙光子光刻時，通過物鏡匯聚后飛秒激光從蓋玻片下方射入，照射蓋玻片與蓋玻片之間的液態(tài)光刻膠，在位于載玻片附近的一個小區(qū)域的液態(tài)光刻膠內(nèi)發(fā)生雙光子聚合效應(yīng)，固化形成微納三維結(jié)構(gòu)，固化后的光刻膠將吸附于載玻片上。

一個視場內(nèi)的微納結(jié)構(gòu)光刻完成后，電機帶動移動臺(載玻片)向上移動，遠(yuǎn)離蓋玻片上的液態(tài)光刻膠；之后電機帶動移動臺(載玻片)到下一個光刻視場位置并下移，再對新的視場區(qū)域進行雙光子聚合光刻。

在整個光刻過程中，蓋玻片固定在載物臺上不存在移動，微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的尺寸由移動臺的移動范圍決定，而不是受限于暴露出來的蓋玻片的尺寸，從而實現(xiàn)大尺寸微納光學(xué)器件的加工制作。

為了實現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的高精度光刻，必須控制移動臺的移動精度。優(yōu)選的，所述電機的移動精度為μm量級。可以使移動臺的移動誤差控制在0.1um以內(nèi)。