一种原位三维光刻的方法及其设备与流程

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1.本发明属于光刻机技术领域，尤其涉及一种原位三维光刻的方法及其设备。

背景技术：

2.光刻技术在微纳加工和当代集成电路领域是一种不可或缺的技术，常见的光刻技术包含接触式、接近式和投影式。接触式会导致掩模板的污染，接近式由于引入间隙，对于工艺水平提高了更高的要求。投影式则能够有效地避免了以上的问题，同时对于光刻图形的设计具有更高的灵活性。常见的有激光直写和dmd投影两种方式，dmd投影光刻采用的是图形拼接技术，所以在效率上有着更加明显的优势。
3.现有的三维光刻：第一种是涂一次胶，然后利用灰度曝光，在不同的位置可以实现不同光强的曝光，实现三维光刻，灰度光刻对于光刻工艺有较高的要求；第二种是先进行第一次光刻，显影后刻出第一层图形，然后涂胶对准进行第二次光刻，最终实现三维光刻，该过程在第一次光刻后需要取下来进行显影后，再次光刻需要进行精准套刻，存在误差。

技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种原位三维光刻的方法及其设备。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种原位三维光刻的方法，包括以下步骤：
7.步骤1：紫外光和指引光分别通过第一准直透镜模组和第二准直透镜模组进行准直处理；
8.步骤2：步骤1中的两种光通过二向镜后进行合束，接着再通过聚焦透镜组聚焦在匀光模组的入射端面；
9.步骤3：通过匀光模组射出的光通过第三准直透镜组射入反光镜上；
10.步骤4：通过反射镜，将步骤3中光通过第一分光镜将一部分光射入至光掩模板；
11.步骤5：反射回来的光将带着光掩模板上面的信息，通过第一分光片和第二分光片与照明光实现合束；
12.步骤6：步骤5中合束的光通过第三分光片射入样品上，照射出光掩模板上面的信息；
13.步骤7：样品放置在样品吸盘上，通过真空泵将样品固定在样品吸盘上，同时样品吸盘内置设置有加热板，样品吸盘装在电动旋转台上；
14.步骤8：通过步骤6反馈的信息，同时结合步骤7的样品吸盘旋转工作，可使样品实现原位三维光刻。
15.优选地，所述的一种原位三维光刻的方法，所述光掩模板上面的信息为图形结构。
16.优选地，所述的一种原位三维光刻的方法，所述步骤6中通过第三分光片将步骤5中合束的光反射到相机中可以对样品进行实时成像观测。
17.一种原位三维光刻设备，包括第一准直透镜组、第二准直透镜组、二向镜、聚焦
透镜组、匀光模组、第三准直透镜组、反射镜、第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、相机、光掩模板及电动旋转装置，所述二向镜的上方设置有第一准直透镜组，所述二向镜的后方设置有第二准直透镜组，所述二向镜的前方依次设置有聚焦透镜组、匀光模组第三准直透镜组及反射镜，所述反射镜的前方设置有第一分光镜，所述第一分光镜的后方设置有光掩模板，所述第一分光镜的前方依次设置有第二分光镜和第三分光镜，所述第三分光镜的上方设置有相机，所述第三分光镜的下方设置有电动旋转装置。
18.优选地，所述的一种原位三维光刻的方法，所述电动旋转装置包括旋转台，所述旋转台内设置有电机，所述旋转台上设置有样品吸盘，所述样品吸盘与电机相驱动连接。
19.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
20.1、本发明可以在原位进行涂胶和加热，不仅可以实现三维光刻功能，且还能提高套刻的精度。
21.2、本发明中光掩模板的方式，相比于传统接触式的掩模板，这种方法不会污染掩模板，同时灵活性更高，本发明还能提高工作效率。
22.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
25.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.实施例
30.如图1所示，一种原位三维光刻设备，包括第一准直透镜组1、第二准直透镜组2、二向镜3、聚焦透镜组4、匀光模组5、第三准直透镜组6、反射镜7、第一分光镜8、第二分光镜9第三分光镜10、相机11、光掩模板12及电动旋转装置13，所述二向镜3的上方设置有第一准直透镜组1，所述二向镜3的后方设置有第二准直透镜组2，所述二向镜3的前方依次设置有聚焦透镜组4、匀光模组5第三准直透镜组6及反射镜7，所述反射镜7的前方设置有第一分光镜8，所述第一分光镜8的后方设置有光掩模板12，所述第一分光镜8的前方依次设置有第二分光镜9和第三分光镜10，所述第三分光镜10的上方设置有相机11，所述第三分光镜10的下方设置有电动旋转装置13。
31.本发明中所述电动旋转装置13包括旋转台，所述旋转台内设置有电机，所述旋转台上设置有样品吸盘，所述样品吸盘与电机相驱动连接。
32.同时在旋转台内还设置有加热装置，对样品吸盘上的产品进行加热处理。
33.一种原位三维光刻的方法，包括以下步骤：
34.步骤1：紫外光和指引光分别通过第一准直透镜模组和第二准直透镜模组进行准直处理；
35.步骤2：步骤1中的两种光通过二向镜后进行合束，接着再通过聚焦透镜组聚焦在匀光模组的入射端面；
36.步骤3：通过匀光模组射出的光通过第三准直透镜组射入反光镜上；
37.步骤4：通过反射镜，将步骤3中光通过第一分光镜将一部分光射入至光掩模板；
38.步骤5：反射回来的光将带着光掩模板上面的信息，通过第一分光片和第二分光片与照明光实现合束；
39.步骤6：步骤5中合束的光通过第三分光片射入样品上，照射出光掩模板上面的信息；
40.步骤7：样品放置在样品吸盘上，通过真空泵将样品固定在样品吸盘上，同时样品吸盘内置设置有加热板，样品吸盘装在电动旋转台上；
41.步骤8：通过步骤6反馈的信息，同时结合步骤7的样品吸盘旋转工作，可使样品实现原位三维光刻。
42.本发明中所述光掩模板上面的信息为图形结构。
43.本发明中所述步骤6中通过第三分光片将步骤5中合束的光反射到相机中可以对样品进行实时成像观测。
44.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种原位三维光刻的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：紫外光和指引光分别通过第一准直透镜模组和第二准直透镜模组进行准直处理；步骤2：步骤1中的两种光通过二向镜后进行合束，接着再通过聚焦透镜组聚焦在匀光模组的入射端面；步骤3：通过匀光模组射出的光通过第三准直透镜组射入反光镜上；步骤4：通过反射镜，将步骤3中光通过第一分光镜将一部分光射入至光掩模板；步骤5：反射回来的光将带着光掩模板上面的信息，通过第一分光片和第二分光片与照明光实现合束；步骤6：步骤5中合束的光通过第三分光片射入样品上，照射出光掩模板上面的信息；步骤7：样品放置在样品吸盘上，通过真空泵将样品固定在样品吸盘上，同时样品吸盘内置设置有加热板，样品吸盘装在电动旋转台上；步骤8：通过步骤6反馈的信息，同时结合步骤7的样品吸盘旋转工作，可使样品实现原位三维光刻。2.根据权利要求1所述的一种原位三维光刻的方法，其特征在于：所述光掩模板上面的信息为图形结构。3.根据权利要求1所述的一种原位三维光刻的方法，其特征在于：所述步骤6中通过第三分光片将步骤5中合束的光反射到相机中可以对样品进行实时成像观测。4.一种原位三维光刻设备，其特征在于：包括第一准直透镜组(1)、第二准直透镜组(2)、二向镜(3)、聚焦透镜组(4)、匀光模组(5)、第三准直透镜组(6)、反射镜(7)、第一分光镜(8)、第二分光镜(9)、第三分光镜(10)、相机(11)、光掩模板(12)及电动旋转装置(13)，所述二向镜(3)的上方设置有第一准直透镜组(1)，所述二向镜(3)的后方设置有第二准直透镜组(2)，所述二向镜(3)的前方依次设置有聚焦透镜组(4)、匀光模组(5)第三准直透镜组(6)及反射镜(7)，所述反射镜(7)的前方设置有第一分光镜(8)，所述第一分光镜(8)的后方设置有光掩模板(12)，所述第一分光镜(8)的前方依次设置有第二分光镜(9)和第三分光镜(10)，所述第三分光镜(10)的上方设置有相机(11)，所述第三分光镜(10)的下方设置有电动旋转装置(13)。5.根据权利要求4所述的一种原位三维光刻的方法，其特征在于：所述电动旋转装置(13)包括旋转台，所述旋转台内设置有电机，所述旋转台上设置有样品吸盘，所述样品吸盘与电机相连接。

技术总结

本发明涉及一种原位三维光刻的方法及其设备，包括第一准直透镜组、第二准直透镜组、二向镜、聚焦透镜组、匀光模组、第三准直透镜组、反射镜、第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜、相机、光掩模板及电动旋转装置，所述二向镜的上方设置有第一准直透镜组，所述二向镜的后方设置有第二准直透镜组，所述二向镜的前方依次设置有聚焦透镜组、匀光模组第三准直透镜组及反射镜，所述反射镜的前方设置有第一分光镜，所述第一分光镜的后方设置有光掩模板，所述第一分光镜的前方依次设置有第二分光镜和第三分光镜，所述第三分光镜的上方设置有相机，所述第三分光镜的下方设置有电动旋转装置。本发明能实现原位的三维光刻，提高了套刻的精度。的精度。的精度。