一种无掩膜制造微纳米结构的系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无掩膜制造微纳米结构的系统与方法，属于微纳制造技术领域，系统包括刻蚀加工光路、测量光路和主机；其中，刻蚀加工光路包括：激光器、准直器、偏振片、第一中继透镜、第一分束器、空间光调制器和物镜，测量光路用于对样品表面反射的光进行处理后使用相机采集，并反馈至主机；主机用于对采集的光场进行后处理，实时得到样品的三维形貌，以实时监控样品的加工过程。本发明专利技术通过在空间光调制器上加载相位图，实现对入射光场的纯相位调制，经过傅里叶透镜的变换作用后，在透镜后焦面上得到需要的光场强度分布，根据光电化学刻蚀原理，能够实现对半导体样品表面的无掩膜图案加工。案加工。案加工。

【技术实现步骤摘要】
一种无掩膜制造微纳米结构的系统与方法


[0001]本专利技术属于微纳制造
，更具体地，涉及一种无掩膜制造微纳米结构的系统与方法。

技术介绍

[0002]在过去几十年中，不同机制的半导体的三维制造工艺均取得了巨大的进展。利用多维光刻在空间上构建聚合物和光刻胶的技术，例如立体光刻、多光子光刻、直接激光光刻和纳米压印光刻等拥有广泛的应用。这些三维光刻技术的一个主要限制是，它们通常应用于光聚合物材料，这些图案化技术通常不能直接在半导体衬底上获得相应形状。例如，已经图案化的光刻胶聚合物的溶解会逐步暴露基板表面，优先接触到蚀刻剂的基板表面部分将最早进行蚀刻，这就导致了不同区域的基板表面蚀刻深度呈现一定的分布，从而产生三维形貌。
[0003]其次，另一种主要的三维制造方法采用直接蚀刻的机制。其中包括各种干湿蚀刻技术，如反应离子蚀刻、等离子体蚀刻、Bosch工艺和剂量控制电子束光刻。此类蚀刻过程通常涉及多个掩模图案和蚀刻流程，以定义在所有三维空间中变化的所需特征。这种机制的一个主要缺点是需要多个掩模用于多个图案层，既耗时又昂贵。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无掩膜制造微纳米结构的系统，其特征在于，包括刻蚀加工光路、测量光路和主机，其中，所述刻蚀加工光路包括：激光器(1)、准直器(2)、偏振片(3)、第一中继透镜(4)、第一分束器(5)、空间光调制器(6)和物镜(7)，其中，激光器(1)出射的激光经准直器(2)准直、偏振片(3)偏振、第一中继透镜(4)滤波后，到达第一分束器(5)，经第一分束器(5)透射的激光到达空间光调制器(6)，所述空间光调制器(6)用于根据所需制备图案对应的相位图对入射的激光进行光场调制，调制后的激光经过第一分束器(5)后其中一部分垂直向下传播，经过物镜(7)傅里叶变换使得激光具有制备所需图案的振幅分布，然后聚焦在样品表面，对样品表面进行刻蚀加工，制备所需图案；所述测量光路用于对样品表面反射的光进行处理后使用相机实时采集光场，并反馈至主机；所述主机用于对所述相机实时采集的光场进行后处理，实时得到样品的三维形貌，根据所述三维形貌得到样品表面下一刻待加工位置，并控制样品上下移动使之待加工位置实时对准所述物镜(7)出射激光的成像平面。2.如权利要求1所述的一种无掩膜制造微纳米结构的系统，其特征在于，所述测量光路包括：第二中继透镜(8)、第二分束器(9)、LED光源(10)、第三中继透镜(11)、透镜(12)和相机(13)，其中，LED光源(10)发出的光经过第二分束器(9)透射、第二中继透镜(8)滤波后到达样品表面，样品表面反射LED光源(10)的光和激光至第二分束器(9)，光束经第二分束器(9)后向左传播，经第三中继透镜(11)滤波后，通过透镜(12)成像至相机(13)上，相机(13)实时采集光场并反馈至主机。3.如权利要求2所述的一种无掩膜制造微纳米结构的系统，其特征在于，还包括相位图计算模块，用于根据所需制备图案利用改进的GS算法仿真计算得到所述所需制备图案对应的相位图，并加载到所述空间光调制器(6)上。4.如权利要求1或2所述的一种无掩膜制造微纳米结构的系统，其特征在于，还包括位移台和控制器，其中，所述位移台用于放置样品，其能够上下移动和水平移动，所述上下移动用于使样品表面待加工位置实时对准所述物镜(7)出射激光的成像平面，所述水平移动用于移动样品表面位置以加工下一个图案；所述控制器用于在所述主机的控制下控制所述位移台上下移动和/或水平移动。5.一种无掩膜制造微纳米结构的方法，其特征在于，包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金龙，彭攀，刘心沁，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：