用于扫描投影立体光刻的诊断和分辨率优化制造技术

本公开内容涉及一种用于执行扫描投影立体光刻的系统

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于扫描投影立体光刻的诊断和分辨率优化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2022
年4月
26
日提交的美国专利申请第
17/729,140
号的优先权以及于
2021
年4月
26
日提交的美国临时申请第
63/179,761
号的权益
。
上述申请的公开内容通过引用并入本文
。
[0003]联邦政府资助的研究或开发
[0004]本专利技术是在政府支持下在由美国能源部授予的合同号
DE
‑
AC52
‑
07NA27344
下完成的
。
政府拥有本专利技术的某些权利
。


[0005]本公开内容涉及扫描投影立体光刻系统和方法，并且更特别地涉及利用可控制定位的光学元件来消除或减少在构建平面处对平坦图像平面的需要并且因此能够在构建平面处提供显著提高的聚焦准确度的扫描投影立体光刻系统和方法
。

技术介绍

[0006]该部分中的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息并且可以不构成现有技术
。
[0007]在进行扫描投影立体光刻时，实现最佳聚焦
、
最高分辨率和最小斑点尺寸是最重要的
。
立体光刻系统可以仅打印与光学系统可以聚焦的一样小的特征
。
还存在影响斑点尺寸的其他技术，但是所述其他技术对数字微镜设备/>(“DMD”)
或其他空间光调制器
(“SLM”)
在构建平面处的图像分辨率的主要度量来说是次要的
。
因此，与将
SLM
的图像引导到构建区域上的任何基于
LAPuSL(
大面积投影微立体光刻
)
的立体光刻系统一样，在构建区域上具有
SLM
的最佳分辨率图像是至关重要的
。
[0008]LAPuSL
光学系统的将光聚焦到构建平面上的部分通常通过但不限于在扫描镜之后使用平场或
F
‑
θ
透镜来完成
。f
‑
θ
透镜的目标是实现平坦图像平面以及补偿当光以显著的离轴角被引导穿过透镜时发生的失真两者
。
然而，这是不可能做到完美的
。
特别地，因为设计目标是将
f
‑
θ
透镜设计成具有极其平坦的内聚焦场，因此在图像质量方面作出妥协
。
[0009]因此，在本领域中仍然非常需要能够在使用扫描投影立体光刻系统时消除或减少在构建平面处对平坦图像平面的需要的系统和方法
。

技术实现思路

[0010]该部分提供本公开内容的总体概要，并且不是对本公开内容的全部范围或全部特征的全面公开
。
[0011]在一方面，本公开内容涉及一种用于执行扫描投影立体光刻的系统
。
该系统可以包括光投影仪，该光投影仪被配置成生成聚合光学信号以引发构建平面处的可光聚合树脂或材料的聚合
。
可以包括光学子系统，用于使聚合光学信号准直和聚焦
。
该光学子系统能够相对于该构建平面移动以优化该聚合光学信号在该构建平面处的聚焦
。
可以包括光扫描子系统，该光扫描子系统被配置成将从光学子系统接收到的聚合光学信号引导至构建平面上
的所选
X
轴位置和
Y
轴位置
。
可以包括定位子系统，用于将光学子系统定位在相对于构建平面的所选位置处，其中，该所选位置被选择成优化聚合光学信号在构建平面上的特定所选
X/Y
位置处的聚焦
。
[0012]在另一方面，本公开内容涉及一种用于执行扫描投影立体光刻的系统
。
该系统可以包括光投影仪，该光投影仪被配置成生成聚合光学信号以引发构建平面处的光致抗蚀剂材料的聚合
。
可以包括：准直器，用于使聚合光学信号准直；以及可以包括：聚焦透镜系统，用于使聚合光学信号聚焦
。
准直器或聚焦透镜系统中的至少一者能够通过沿相对于构建平面的轴移动来调整，以优化聚合光学信号在构建平面处的聚焦
。
可以包括光扫描子系统，该光扫描子系统被配置成将从准直器和聚焦透镜系统接收到的聚合光学信号引导至构建平面上的所选
X
轴位置和
Y
轴位置
。
可以包括聚焦透镜，其设置在相对于来自光投影仪的聚合光学信号的行进方向在光扫描子系统的下游且构建平面的上游，以用于将聚合光学信号聚焦在构建平面上的所选
X
轴位置和
Y
轴位置处
。
可以包括：定位子系统，用于将准直器或聚焦透镜中的至少一者沿
Z
轴定位在所选位置处，其中，该所选位置被选择成优化聚合光学信号在构建平面上的特定所选
X
轴和
Y
轴位置处的聚焦
。
可以包括诊断子系统，该诊断子系统使用摄像装置，用于对从构建平面反射的聚合光学信号的一部分进行成像以在形成部件时观察在构建平面处发生的聚合
。
[0013]在又一方面，本公开内容涉及一种用于执行扫描投影立体光刻的方法
。
该方法可以包括：朝向构建平面投射聚合光学信号，其中，该聚合光学信号能够引发位于构建平面处的可光聚合树脂或材料的聚合
。
该方法还可以包括将聚合光学信号扫描到构建平面上的所选
X
轴位置和
Y
轴位置
。
该方法还可以包括在聚合光学信号到达光扫描子系统之前使聚合光学信号准直和聚焦
。
该方法还可以包括：在聚合光学信号到达光扫描子系统之前调整光学子系统的位置；以及当聚合光学信号到达构建平面上的特定的
X
轴和
Y
轴位置时，对聚合光学信号的聚焦进行优化
。
[0014]其他应用领域将根据本文提供的描述变得明显
。
应当理解，描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围
。
附图说明
[0015]本文所描述的附图仅用于对所选实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围
。
[0016]贯穿附图的若干视图，相应的附图标记指示相应的部件，在附图中：
[0017]图1是根据本公开内容的系统的一个实施方式的高级框图，该系统利用对准直器的动态调整来减少或消除在构建平面处对平坦图像平面的需要；以及
[0018]图2是可以使用图1所示的系统执行的操作的高级流程图
。
具体实施方式
[0019]现在将参照附图更全面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于执行扫描投影立体光刻的系统，所述系统包括：光投影仪，所述光投影仪被配置成生成聚合光学信号以引发构建平面处的可光聚合树脂或材料的聚合；光学子系统，用于使所述聚合光学信号准直和聚焦，所述光学子系统能够相对于所述构建平面移动以优化所述聚合光学信号在所述构建平面处的聚焦；光扫描子系统，所述光扫描子系统被配置成将从所述光学子系统接收到的所述聚合光学信号引导至所述构建平面上的所选
X
轴位置和
Y
轴位置；以及定位子系统，用于将所述光学子系统定位在相对于所述构建平面的所选位置处，其中，所述所选位置被选择成优化所述聚合光学信号在所述构建平面上的特定所选
X/Y
位置处的聚焦
。2.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学子系统包括准直器
。3.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学子系统包括聚焦透镜
。4.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学子系统包括准直器和聚焦透镜
。5.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学子系统包括聚焦透镜，并且其中，所述聚焦透镜设置在相对于所述聚合光学信号的行进方向在所述光扫描子系统的下游且所述构建平面的上游，以用于将所述聚合光学信号聚焦在所述构建平面上的特定所选
X
轴和
Y
轴位置处
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的系统，还包括诊断子系统，所述诊断子系统被配置成光学地监测在所述构建平面上的所选
X
轴和
Y
轴位置处发生的聚合反应
。7.
根据权利要求1至5中任一项所述的系统，还包括：光学部件，所述光学部件设置在所述聚合光学信号的路径中，以用于使得所述聚合信号能够穿过所述光学部件；以及诊断子系统，所述诊断子系统被配置成通过接收从所述光学部件反射的所述聚合光学信号的一部分来光学地监测在所述构建平面上的所选
X
轴和
Y
轴位置处发生的聚合反应；其中，所述光学部件使得从所述构建平面反射的所述聚合光学信号的经反射部分能够被重新引导穿过所述光学部件到达所述诊断子系统
。8.
根据权利要求6或7中任一项所述的系统，其中，所述诊断子系统包括：一个或更多个摄像装置，用于对从所述构建平面返回的光学信号进行成像以在形成部件时观察在所述构建平面处发生的聚合
。9.
根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其中，所述诊断子系统还包括：泛光照明源，用于产生光学泛光照明信号，所述光学泛光照明信号被传送通过所述光学部件并且由所述光扫描子系统扫描到所述构建平面，以用于使用泛光照明光照射所述构建平面，所述泛光照明光不能引发所述构建平面处的所述可光聚合树脂的聚合
。10.
根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其中，所述诊断子系统还包括激光器，所述激光器被配置成提供激光光学信号，所述激光光学信号被引导至所述构建平面上，以帮助确定所述构建平面的参考位置
。11.
根据权利要求
10
所述的系统，其中：所述光学泛光照明信号和所述激光光学信号被组合以形成诊断光学信号；并且所述诊断子系统还包括：诊断聚焦控制透镜，用于从所述诊断子系统接收所述诊断光
学信号
、
并且将所述诊断光学信号引导至所述诊断聚焦控制透镜，所述诊断聚焦透镜还被配置成将所述诊断光学信号引导至所述光学部件，并且所述光学部件将所述诊断光学信号重新引导至所述光扫描子系统，所述光扫描子系统进而将所述诊断光学信号扫描到所述构建平面上
、
与所述聚合光学信号被引导的位置相同的
X
轴和
Y
轴位置处
。12.
根据权利要求
11
所述的系统，其中，所述诊断子系统还包括：可移动台或电动光学组件中的至少一者，用于能够对所述诊断聚焦控制透镜进行可控制地定位使得所述诊断光学信号由所述光学部件引导至所述聚合光学信号行进的光学路径中
。13.
根据权利要求1至
12
中任一项所述的系统，其中，所述光扫描子系统包括检流计子系统
。14.
根据权利要求
13
所述的系统，其中，所述检流计子系统包括第一扫描镜和第二扫描镜，所述第一扫描镜和所述第二扫描镜被布置成沿
X
轴和
Y
轴将所述聚合光学信号扫描到所述构建平面上的特定所选
X
轴位置和
Y
轴位置
。15.
根据权利要求
10
所述的系统，其中：所述光学泛光照明信号包括第一光学信号，所述第一光学信号具有处于能够引起所述可光聚合树脂或材料的聚合的波长带之外的波长；...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩，
申请(专利权)人：劳伦斯，
类型：发明
国别省市：