[發明專利]三維微納結構光刻系統及其方法

有效

• 申請號: 201911115004.3
• 申請日: 2019-11-14
• 公開（公告）號: CN112799285B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 邵仁錦;浦東林;朱鵬飛;張瑾;朱鳴;陳林森
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司;蘇州大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/00
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 周景

一種三維微納結構光刻系統，包括數字掩模裝置、空間光調制器、投影物鏡和工作臺，其中：數字掩模裝置與空間光調制器電性連接，投影物鏡設置于空間光調制器與工作臺之間，工作臺用于固定待光刻的基片；數字掩模裝置用以生成數字掩模，數字掩模包括圖形曝光區，數字掩模裝置將數字掩模上傳至空間光調制器，空間光調制器用以顯示數字掩模，光經過空間光調制器上的圖形曝光區后射向投影物鏡，圖形曝光區的高度與曝光劑量呈正比；投影物鏡將圖形光投影在基片上，工作臺驅使基片在平面內沿設定路徑移動曝光電性。本發明的三維微納結構光刻系統，結構簡單、精度高、成本低、快速高效。本發明還涉及一種三維微納結構光刻方法。

技術領域

本發明涉及微納結構光刻技術領域，特別涉及一種三維微納結構光刻系統及其方法。

背景技術

三維微納結構的加工技術屬于微納制造領域中比較常見，同時又具備一定技術門檻的技術領域，目前常用的三維微結構加工技術包括：掩模套刻曝光、電子束曝光、激光直寫光刻、金剛石刀具精密加工等。其中，掩模套刻技術面臨套刻精度和掩模板昂貴等問題，且工藝流程復雜；電子束或激光束直寫技術屬于逐點加工技術，加工效率低且成本高，不利于批量加工；金剛石刀具精密加工技術的加工精度和形狀受制于金剛石刀頭，難以加工出高精度和高深寬比的微納結構。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種三維微納結構光刻系統，結構簡單、精度高、成本低、快速高效。

一種三維微納結構光刻系統，包括數字掩模裝置、空間光調制器、投影物鏡和工作臺，其中：

數字掩模裝置與空間光調制器電性連接，投影物鏡設置于空間光調制器與工作臺之間，工作臺用于固定待光刻的基片；

數字掩模裝置用以生成數字掩模，數字掩模包括圖形曝光區，數字掩模裝置將數字掩模上傳至空間光調制器，空間光調制器用以顯示數字掩模，光經過空間光調制器上的圖形曝光區后射向投影物鏡，圖形曝光區的高度與曝光劑量呈正比；

投影物鏡將圖形光投影在基片上，工作臺驅使基片在平面內沿設定路徑移動曝光。

在本發明的實施例中，上述三維微納結構光刻系統還包括控制系統，所述控制系統與所述投影物鏡、所述工作臺電性連接，所述控制系統用以控制所述工作臺按照設定的路徑移動以及控制所述工作臺的移動速度。

在本發明的實施例中，上述三維微納結構光刻系統還包括光源，所述光源用以為所述空間光調制器提供光，所述光源與所述控制系統電性連接，所述控制系統用以調節控制所述光源的光強。

在本發明的實施例中，上述三維微納結構光刻系統還包括準直透鏡，所述準直透鏡設置于所述光源的出光方向上，所述光源發出的光線經過所述準直透鏡后射向所述空間光調制器。

在本發明的實施例中，上述圖形曝光區為灰度圖。

本發明還提供一種三維微納結構光刻方法，所述方法包括:

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

提供空間光調制器，將所述數字掩模上載至所述空間光調制器，利用所述空間光調制器顯示所述數字掩模時，光線從所述圖形曝光區射出，通過調節所述圖形曝光區的長度，實現調節曝光劑量，所述圖形曝光區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，所述工作臺驅使所述基片在平面內沿設定路徑移動曝光。

在本發明的實施例中，提供控制系統，利用所述控制系統控制所述工作臺按照設定的路徑移動以及控制所述工作臺的移動速度，通過調節所述工作臺的移動速度，實現調節曝光劑量，所述工作臺的移動速度與曝光劑量成反比。