[發明專利]一種多光束掃描式激光直寫裝置及其刻寫方法

在審

• 申請號: 202111104342.4
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113867105A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 鄭金輪;魏勁松
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種多光束掃描式激光直寫裝置，包括N束刻寫激光器(1)、光束方向調整模塊(2)、光束掃描器(3)、掃描透鏡(4)、場鏡(5)、刻寫物鏡(6)和供待刻寫樣品放置的二軸工件臺(7)，且待刻寫樣品的刻寫表面與所述的刻寫物鏡(6)的工作面重合；其特征在于，所述N束刻寫激光器(1)發出N束刻寫光束經所述的光束方向調整模塊(2)匯聚至所述的光束掃描器(3)上的同一點，且這N束刻寫光束每相鄰兩束光束的入射至所述的光束掃描器(3)的夾角相同；經該光束掃描器(3)掃描的N束刻寫光束以平行等間距的排布方式依次經過所述掃描透鏡(4)、場鏡(5)和刻寫物鏡(6)，并在待刻寫樣品的刻寫表面掃描出平行等間距Δ分布的刻寫軌跡。

2.利用權利要求1所述的多光束掃描式激光直寫裝置進行刻寫的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1)將待刻寫樣品放置于所述二軸工件臺(7)上，設二軸工件臺(7)垂直于刻寫光束方向的軸定義為刻寫軸；

步驟2)N束刻寫激光器(1)發出N束刻寫光束經所述的光束方向調整模塊(2)匯聚至所述的光束掃描器(3)上的同一點，且這N束刻寫光束每相鄰兩束光束的入射至所述的光束掃描器(3)的夾角相同；所述的光束掃描器(3)掃描出N束刻寫光束，經所述的光束掃描器(3)掃描的N束刻寫光束以平行等間距的排布方式進入所述掃描透鏡(4)，且掃描出的刻寫光束方向為單向，即從刻寫起始端掃描至刻寫結束端再跳回刻寫起始端進行下一輪掃描，且光束掃描速度一致，即刻寫光束掃描至刻寫起始端再到下一輪掃描時，刻寫光束再次掃描至刻寫起始端的耗時一致，定義這個耗時為時間周期T；之后刻寫光束依次經過所述場鏡(5)和刻寫物鏡(6)后，在刻寫物鏡(6)的工作面上掃描刻寫軌跡；

步驟3)控制二軸工件臺(7)的刻寫軸運動速度V，滿足如下公式1)，從而確保在所述的刻寫物鏡(6)的工作面上掃描出等間距Δ，且滿足周期表達式2)的光柵周期t的刻寫軌跡

式中，M為自然數,表示在一個刻寫軌跡的間距Δ中X的個數，X為在一個時間周期T內每束刻寫光束在刻寫軸方向上的移動距離，即X＝TV。