一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统，通过激发光的双光子效应引发负性光刻胶的光聚合，以及引入抑制光束阻止激发光焦斑边缘位置的光刻胶进行光聚合，使直写式光刻的最小特征尺寸突破光学衍射极限限制；并通过光纤阵列和普通空间光学器件实现多通道并行直写，极大地提升直写式光刻系统的运行效率。本发明专利技术使用普通市售的光纤及空间光学器件构建系统，可行性高、实现成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统
本专利技术属于光学
及光学微加工制造领域，尤其涉及一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统。
技术介绍
光刻技术在当今众多科研领域和制造领域发挥着举足轻重的作用。如制造大规模集成电路、高精密光学微透镜、生物学和医学中的微支架结构等都需要光刻技术来实现。虽然通过掩模版进行大面积曝光的光刻方法已使目前大规模集成电路具有很高的生产效率，但直写式光刻在某些领域仍然有其无可替代的优势。例如通过掩模版进行大面积曝光的光刻方法只适用于二维平面上重复结构的批量生产，而直写式光刻可进行三维空间中任意结构的精细加工，并且掩模版的母版制造也需要通过某种直写式光刻来实现。目前基于光子的直写式光刻技术主要面临两大问题：一是由于光学系统存在衍射极限，用于光刻的光束所汇聚成的焦斑直径最小只能达到其波长的一半量级，而直写式光刻是通过其焦斑引发光刻胶的变性来进行加工的，所以理论上这种光刻技术实现的最小特征尺寸无法低于所采用光源波长的一半。而可见光的波长范围约在400nm-700nm，所以若采用可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统，其特征在于，包括激发光源、抑制光源、多通道分光单元、两组光纤阵列、与光纤阵列兼容的光开关阵列、对光纤阵列输出光场进行调制的空间光调制单元、三维位移台和计算机控制单元等。三维位移台搭载光刻胶样品池。/n激发光源发出的激发光、抑制光源发出的抑制光分别依次经过多通道分光单元、光开关阵列、光纤阵列、空间光调制单元，最终到达光刻胶样品池。激发光源发出的激发光在其聚焦区域引发光刻胶的光聚合；抑制光源发出的抑制光阻止其辐照范围内的光刻胶进行光聚合。/n计算机控制单元分别控制连接光纤阵列的光开关阵列的通断和三维位移台。/n空间光调制单元由多组光学透镜及其...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统，其特征在于，包括激发光源、抑制光源、多通道分光单元、两组光纤阵列、与光纤阵列兼容的光开关阵列、对光纤阵列输出光场进行调制的空间光调制单元、三维位移台和计算机控制单元等。三维位移台搭载光刻胶样品池。
激发光源发出的激发光、抑制光源发出的抑制光分别依次经过多通道分光单元、光开关阵列、光纤阵列、空间光调制单元，最终到达光刻胶样品池。激发光源发出的激发光在其聚焦区域引发光刻胶的光聚合；抑制光源发出的抑制光阻止其辐照范围内的光刻胶进行光聚合。
计算机控制单元分别控制连接光纤阵列的光开关阵列的通断和三维位移台。
空间光调制单元由多组光学透镜及其它光学器件组成，其作用在于：
第一，将抑制光光纤阵列的输出光场调制为具有环形光场分布特征的涡旋光束阵列，并将激发光光纤阵列的输出光场调制为具有高斯型光场分布特征的光束阵列；
第二，将调制好的抑制光与激发光光束阵列合束并保证每束激发光分别与一束抑制光严格同轴；
第三，将总光场汇聚于光刻胶样品池中，使激发光束阵列聚焦后的焦斑均位于同一焦平面上，使焦平面上每个激发光的焦斑大小达到衍射极限，并使焦平面上的抑制光的环形焦斑覆盖激发光的高斯型焦斑的部分外围区域。


2.根据权利要求1所述基于光纤阵列的多通道并行式超分辨直写式光刻系统，其特征在于，多通道分光单元由空间光分光器件、将空间光耦合进光纤的光纤端口耦合器以及光纤耦合器组成。多通道分光单元将单一光源发出的激光束平均分为功率相等的若干份，分别作为光纤阵列中每根光纤的输入。


3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡翠方，罗昊，李海峰，刘旭，魏震，温积森，樊吴申，
申请(专利权)人：之江实验室，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33