一种波前光刻方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种波前光刻方法与系统，包括如下步骤：S1、将波前信息分解成若干个子波前信息；S2、采用宏像素来逐个分解、编码并光刻输出具有消散斑、去高斯分布的子波前信息，宏像素单元内包含子波前信息的振幅和相位信息；能够在4π立体角空间内实现参考光物光的任意干涉角度的实时调制，能够高效制备高均匀性、消散斑噪音的复杂微纳结构；能够提高波前信息的信噪比，减少光强受激光的高斯分布的影响，获得高质量的波前信息。获得高质量的波前信息。获得高质量的波前信息。

【技术实现步骤摘要】
一种波前光刻方法与系统


[0001]本专利技术涉及光刻制造领域，尤其涉及一种波前光刻方法与系统。

技术介绍

[0002]光刻技术是制备微纳结构器件的核心技术。目前的光刻技术包括有聚焦能量束光刻技术、干涉光刻技术、全息光刻技术等。其中聚焦能量束光刻技术又包括以Zeiss Auriga与FEI NOVA 600为代表的聚焦离子束直写系统；以Joel JBX9300和Leica VB6为代表的聚焦电子束光刻系统；以Micronic Sigma和AppliedMaterial ALTA为代表的激光光刻系统等。这类技术设备的加工面积和加工效率受限，使用成本高，且被国外品牌垄断，引进这类设备通常需要千万以上的巨资。干涉光刻技术可以高效率的制备大面积的微纳结构。但是所能加工的结构单一，无法满足复杂结构制造的需求。全息光刻技术，如中国专利申请202111480688.4公开的技术，结合全息技术和干涉光刻技术可以实现较为复杂的微纳结构的制备。但是目前所公开的全息光刻技术尚难以实现干涉角度的实时调制，而且存在散斑噪音严重，光强受激光的高斯分布影响，结构均匀性低等问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中干涉角度难以实时调制、散斑噪音严重、光强受激光的高斯分布影响、结构均匀性低的问题，本专利技术提供一种波前光刻方法与系统，能够在4π立体角空间内实现任意干涉角度实时调制，高效制备高均匀性、消散斑噪音的复杂微纳结构。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种波前光刻方法，包括如下步骤：S1、将波前信息分解成若干个子波前信息；S2、采用宏像素来逐个分解、编码并光刻输出具有消散斑、去高斯分布的子波前信息，宏像素单元内包含子波前信息的振幅和相位信息。能够实现均匀性高，消散斑噪音的微纳结构。
[0005]作为优选的，S2包括：S21、通过波前光刻系统的物光和参考光的干涉将宏像素逐个记录在感光材料上；S22、通过物光的刷新及参考光的变换实现波前信息的调制；S23、利用衍射反演计算将振幅和相位信息编码为对应的振幅或相位透过率分布图；S24、将振幅或相位透过率分布图输入波前光刻系统的物光波前子系统中的空间光调制器，在物光束的照明下，分布图通过衍射再现其编码的子波前信息；S25、再现的子波前信息与波前光刻系统的参考光波前子系统中的参考光干涉形成宏像素。能够实现任意干涉角度实时调制并且均匀性高，消散斑噪音。
[0006]作为优选的，衍射反演计算方法包括限带的消散斑及去高斯的照明光场下的全息计算、迭代、模拟退火或遗传算法的优化算法。能够实现高精确性优化计算。
[0007]一种波前光刻系统，包括照明子系统，照明子系统后设有物光波前子系统，照明子系统后设有参考光波前子系统，与物光波前子系统和参考光波前子系统连接的运动子系统和控制子系统，照明子系统包括可转向分光器件；物光波前子系统包括衍射器件，衍射器件连接有合束棱镜，合束棱镜连接有空间光调制器，空间光调制器连接有傅里叶变换透镜，空间光调制器位于傅里叶变换透镜的输入面上，衍射器件在空间光调制器所在平面和傅里叶变换透镜的输出面上形成消散斑、去高斯的光场分布。照明子系统包括激光光源，激光光源连接有扩束准直器件，扩束准直器件和可转向分光器件连接。能够实现近场和远场同时去高斯消散斑。参考光波前子系统包括第一路参考光光路，用于对应第一2π立体角空间；第二路参考光光路，用于对应第二2π立体角空间；第一路参考光光路及第二路参考光光路均设有扫描振镜，扫描振镜连接有扫描透镜；第一路参考光光路中扫描透镜连接有傅立叶变换透镜，第二路参考光光路中扫描透镜连接有汇聚透镜。物光波前子系统通过合束棱镜与第一参考光路和第二参考光路形成共轴光路，物光波前子系统和参考光波前子系统输出的光场在傅里叶变换透镜的输出面上或者输出面的像面上重合。能够实现4π立体空间变参物角。
[0008]作为优选的，物光波前子系统还包括对傅里叶变换透镜的输出面进行约束的视场光阑和对傅里叶变换透镜的输出面上的光场进行微缩成像的微缩成像光路。能够对傅里变换透镜的输出面进行微缩成像，从而进行微纳结构的光刻。
[0009]作为优选的，物光波前子系统还包括自动聚焦光路和实时监测光路。能够保证成像清晰并实时监控成像结果，便于及时调制。
[0010]作为优选的，运动子系统包括：二维平移台，二维平移台位于傅里叶变换透镜输出面后；与扫描振镜连接的扫描振镜驱动器，与可转向分光器件连接的转向电机；控制子系统分别与照明子系统、物光波前子系统、参考光波子系统和运动子系统连接，用于协调控制连续激光器的开关和运动子系统的启停运动。能够进行干涉角度的实时调制与多参量调谐。
[0011]本专利技术具有如下优点：能够在4π立体角空间内实现任意干涉角度实时调制，能够高效制备高均匀性、消散斑噪音的复杂微纳结构，可以高效率的制备大面积的微纳结构，可以实现较为复杂的微纳结构的制备，能够进行干涉角度的实时调制，能够减少波前信息中的散斑噪音，减少光强受激光的高斯分布影响，结构均匀好。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0013]图1是本专利技术的结构示意图。
[0014]图2是本专利技术的第二个实施例示意图。
[0015]图中：1
‑
连续激光器；2
‑
扩束器；3
‑
准直器；4
‑
可转向分光器件；5
‑
反射镜；6
‑
孔径光阑；7
‑
扫描振镜；8
‑
扫描透镜；9
‑
合束棱镜；10
‑
空间光调制器；11
‑
傅里叶变换透镜；12
‑
二维平
移台；13
‑
控制子系统；14
‑
扫描振镜驱动器；15
‑
感光材料；16
‑
光场；17
‑
第一路输出光场；19
‑
汇聚透镜；20
‑
衍射器件；21
‑
第二路输出光场；22
‑
转向电机；23
‑
自动聚焦系统；24
‑
自动聚焦电机；25
‑
实时监控系统；26
‑
脉冲激光器；27
‑
透射式空间光调制器；28
‑
视场光阑；29
‑
二向色镜；30
‑
微缩干涉光斑；39
‑
微缩透镜组。
具体实施方式
[0016]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的认识可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波前光刻方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将波前信息分解成若干个子波前信息；S2、采用宏像素来逐个分解、编码并光刻输出具有消散斑、去高斯分布的子波前信息，宏像素单元内包含子波前信息的振幅和相位信息。2.根据权利要求1所述的一种波前光刻方法，其特征在于，S2包括：S21、通过波前光刻系统的物光和参考光的干涉逐个记录在感光材料上；S22、通过物光的刷新及参考光的变换实现波前信息的调制；S23、在限带的消散斑及去高斯的照明光场下利用衍射反演计算将所述子波前的振幅和相位信息编码为对应的振幅或相位透过率分布图；S24、将所述振幅或相位透过率分布图输入波前光刻系统的物光波前子系统中的空间光调制器，在物光束的照明下，所述分布图通过衍射再现其编码的子波前信息；S25、再现的子波前信息与所述波前光刻系统的参考光波前子系统中的参考光干涉形成宏像素。3.根据权利要求2所述的一种波前光刻方法，其特征在于，所述衍射反演计算方法包括全息计算、迭代、模拟退火或遗传算法的优化算法。4.一种波前光刻系统，适用于如权利要求1至3任一项所述的一种波前光刻方法，其特征在于，包括照明子系统、物光波前子系统、参考光波前子系统、运动子系统和控制子系统，照明子系统包括可转向分光器件；物光波前子系统包括衍射器件，衍射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼益民，吴锋民，胡娟梅，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：