[發(fā)明專利]三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911115004.3
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN112799285B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵仁錦;浦東林;朱鵬飛;張瑾;朱鳴;陳林森
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇大維格科技集團(tuán)股份有限公司;蘇州大學(xué)
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/00
• 代理公司: 上海波拓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 周景

1.一種三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)字掩模裝置、空間光調(diào)制器、投影物鏡和工作臺，其中：

所述數(shù)字掩模裝置與所述空間光調(diào)制器電性連接，所述投影物鏡設(shè)置于所述空間光調(diào)制器與所述工作臺之間，所述工作臺用于固定待光刻的基片；

所述數(shù)字掩模裝置用以生成數(shù)字掩模，所述數(shù)字掩模包括圖形曝光區(qū)，所述數(shù)字掩模裝置將數(shù)字掩模上傳至所述空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器用以顯示所述數(shù)字掩模，光經(jīng)過所述空間光調(diào)制器上的所述圖形曝光區(qū)后射向所述投影物鏡，所述圖形曝光區(qū)的高度與曝光劑量呈正比；

所述投影物鏡將圖形光投影在所述基片上，所述工作臺驅(qū)使所述基片在平面內(nèi)沿設(shè)定路徑移動曝光,所述三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述投影物鏡、所述工作臺電性連接，所述控制系統(tǒng)通過控制所述圖形曝光區(qū)的高度來控制曝光劑量。

2.如權(quán)利要求1所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)用以控制所述工作臺按照設(shè)定的路徑移動以及控制所述工作臺的移動速度。

3.如權(quán)利要求2所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)還包括光源，所述光源用以為所述空間光調(diào)制器提供光，所述光源與所述控制系統(tǒng)電性連接，所述控制系統(tǒng)用以調(diào)節(jié)控制所述光源的光強(qiáng)。

4.如權(quán)利要求3所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)還包括準(zhǔn)直透鏡，所述準(zhǔn)直透鏡設(shè)置于所述光源的出光方向上，所述光源發(fā)出的光線經(jīng)過所述準(zhǔn)直透鏡后射向所述空間光調(diào)制器。

5.如權(quán)利要求1所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述圖形曝光區(qū)為灰度圖。

6.一種三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，所述方法包括:

提供數(shù)字掩模裝置，利用所述數(shù)字掩模裝置生成數(shù)字掩模，所述數(shù)字掩模包括圖形曝光區(qū)；

提供空間光調(diào)制器，將所述數(shù)字掩模上載至所述空間光調(diào)制器，利用所述空間光調(diào)制器顯示所述數(shù)字掩模時，光線從所述圖形曝光區(qū)射出，通過調(diào)節(jié)所述圖形曝光區(qū)的長度，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)曝光劑量，所述圖形曝光區(qū)的長度與曝光劑量成正比；

提供投影物鏡，利用所述投影物鏡將圖形光投影在待光刻的基片上；

提供工作臺，利用所述工作臺承載固定所述基片，所述工作臺驅(qū)使所述基片在平面內(nèi)沿設(shè)定路徑移動曝光，提供控制系統(tǒng)，利用所述控制系統(tǒng)控制所述圖形曝光區(qū)的高度來控制曝光劑量。

7.如權(quán)利要求6所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，利用所述控制系統(tǒng)控制所述工作臺按照設(shè)定的路徑移動以及控制所述工作臺的移動速度，通過調(diào)節(jié)所述工作臺的移動速度，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)曝光劑量，所述工作臺的移動速度與曝光劑量成反比。

8.如權(quán)利要求7所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，提供光源，利用所述光源為所述空間光調(diào)制器提供光，所述光源在工作狀態(tài)時為常開模式，利用所述控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制所述光源的光強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)所述光源的光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)曝光劑量，所述光源的光強(qiáng)與曝光劑量成正比。

9.如權(quán)利要求8所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，提供準(zhǔn)直透鏡，所述準(zhǔn)直透鏡設(shè)置于所述光源的出光方向上，利用所述準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直光線。

10.如權(quán)利要求6所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，將所述基片固定在所述工作臺前，在所述基片表面涂覆光刻膠，并對所述基片進(jìn)行烘烤，溫度85～110℃，時間1～60min。

11.如權(quán)利要求6所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，利用堿性顯影液對曝光后的所述基片進(jìn)行顯影，顯影液濃度為0.6％～1％，顯影液溫度為20～24℃，顯影時間為30～150s；

對顯影后的所述基片進(jìn)行沖洗、吹干，使所述基片表面形成三維微納結(jié)構(gòu)。

12.如權(quán)利要求6所述的三維微納結(jié)構(gòu)光刻方法，其特征在于，所述圖形曝光區(qū)為灰度圖。