一种基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法和装置。本发明专利技术使用三束激光，分别以实心斑和空心斑聚焦照射光刻胶，三束光在三维空间中心对准，利用光引发剂的STED特性以及抑制剂对自由基扩散的限制，从而在光刻胶中获得最小达到亚50nm线宽，最小周期可到亚100nm。相比于已有的技术，本发明专利技术通过抑制边缘聚合，抑制剂阻止自由基扩散，进一步减小线宽，提高刻写精度、分辨率，本发明专利技术有望在传感器件、超材料、掩膜版制备等方面获得应用。掩膜版制备等方面获得应用。掩膜版制备等方面获得应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法和装置


[0001]本专利技术涉及激光直写
，具体涉及一种基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法和装置。

技术介绍

[0002]相对于传统掩膜光刻来说，激光直写技术更加灵活，可以用于制备二维和三维微纳结构。随着技术的不断发展，对于刻写精度和分辨率的要求越来越高，多个领域中微纳器件的制备尺寸越来越小。受衍射极限的限制，其精度始终受到波长、数值孔径、刻写工艺常数的限制，直写线宽一般只能达到半波长量级，提高直写精度和分辨率已经成为迫切的需求。
[0003]典型的飞秒激光直写技术利用光源的非线性来实现较高的直写精度，一般能达到100纳米左右。后续研究人员提出了更高精度的直写方法，采用STED原理来进一步减小线宽，提高刻写精度，STED激光直写技术一般采用飞秒激光作为激发光束使得光刻胶聚合，使用另外一束激光作用于边缘抑制其聚合。例如，公开号为CN114019765A的中国专利申请公开了一种基于边缘光抑制的双光束共路相位调制激光直写方法与装置，包括引发光刻胶产生聚合反应的激发光源和抑制光刻胶聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供光刻胶，所述光刻胶包含聚合反应单体、光引发剂和抑制剂，将光刻胶旋涂于基板上，(2)向所述光刻胶照射激光，所述激光包括：第一束激光，以实心斑聚焦入射到所述光刻胶，作用于引发剂、用于使受照射区域的聚合反应单体聚合，第二束激光，以空心三维暗斑聚焦入射到所述光刻胶，第二束激光照射区域环绕第一束激光照射区域，作用于引发剂、用于使第二束激光与第一束激光重叠区域处的光刻胶不发生聚合固化，第三束激光，以空心三维暗斑聚焦入射到所述光刻胶，第三束激光照射区域环绕第二束激光照射区域，作用于抑制剂、用于使抑制剂激活，从而抑制光引发剂引起聚合反应单体聚合。2.根据权利要求1所述基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法，其特征在于，当第三束激光与第二束激光波长相同时，合并为一束。3.根据权利要求1所述基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法，其特征在于，第三束激光、第二束激光与第一束激光的三维中心对准。4.根据权利要求1所述基于光学/化学三维暗斑的超分辨激光直写方法，其特征在于，所述聚合反应单体为以下至少一种：乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、甲基丙烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯甲基、丙烯酸乙酯、异丁基乙烯基醚、丁酸乙烯酯、甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、丙烯酸三环癸二甲醇二(甲基)、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、双酚A
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乙氧基二(甲基)丙烯酸酯、双(丙烯酰胺)，季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、丙三醇丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇五/六丙烯酸酯；所述光引发剂为以下至少一种：苯偶酰、二乙酰、萘酯、咔唑、寡噻吩、对苯基苯甲酰基衍生物、螺吡喃、吡啶、联噻吩二酮、苯并二恶烷、三甲基苯偶酰、2，2，6，6
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四甲基苯偶酰、2
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甲氧基萘、糠偶酰、二乙酰、异丙基硫杂酮、7
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二乙基氨基
‑3‑
噻吩甲酰基香豆素、四乙基米氏酮、3，3，5，5
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四甲基环戊二酮、p
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二甲基联苯甲酰、p
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二氟苯偶酰、己二酮；所述抑制剂为以下至少一种：孔雀石绿、对甲氧基苯酚、2，6
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二叔丁基对甲酚、二硫化四乙基秋兰姆、4
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羟基
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2，2，6，6
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四甲基哌啶1
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氧基苯甲酸酯自由基、双(2，2，6，6<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤孟博，张良，樊吴申，刘锡，丁晨良，沈小明，匡翠方，刘旭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：