高效激光直写光刻

本文描述了新型激光快速直写亚微米光刻系统。由准分子激光采用飞点扫描曝光的方法在片子上作图，制作了一种可编程相位调制的空间光学调制器（ＳＬＭ），使用具有反射的、可变（粘）弹性的反射层的ＣＭＯＳ有源矩阵，研究成功并生产了５１２×４６４象素ＳＬＭ。业已表明，０６μｍ最小特征尺寸的曝光装置，完成了由ＧＤＳＩＩＣＡＤ设计数据给出的整个光刻层曝光的全部功能要求；试验样机给出了质量很好的０６μｍ光刻图形。具有提高每小时数片１５０ｍｍ片子产量的激光快速直写装置样机正在设计之中。     

激光直写制作二元光学元件掩模研究

介绍了激光直写技术制作二元光学元件铬版掩模的原理,分析了影响铬版上铬膜氧化程度的因素,研究了铬版上 刻写掩模图案时激光能量与刻写半径之间的关系,总结了利用激光直写方法刻写二元光学元件铬版掩模过程中激光能量的 形成方法。     

二元光学器件激光直写技术的研究进展

二元光学器件的激光直写技术可克服传统的半导体工艺(掩模套刻法或多次沉积薄膜法)所带来的加工环节多、对准精度难以控制、周期长、成本高等问题,可进一步提高二元光学器件的制作精度和衍射效率.分析了二元光学器件激光直写的基本原理,对已有的各种激光直写方法和最新研究成果进行了综述,并展望了其发展趋势.     

激光直写系统在ASIC器件制作中的应用

激光直写系统是制作光刻掩模和ASIC器件的新型专用设备。微细加工光学技术国家重点实验室引进了男内第一台激光直写系统，利用这台系统，通过高精度激光束在光致抗蚀剂上扫描曝光，能够把设计图形直接转移到掩模版或芯片上，本文介绍激光直写系统在ASIC器件制作中的应用和具体工艺。     

激光直写系统制作掩模和器件的工艺

激光直写系统是国际上９０年代制作集成电路光刻掩模版的新型专用设备。微细加工光学技术国家重点实验室从加拿大引进了国内第一台激光直写系统。利用这台系统，通过高精度激光束在光致抗蚀剂上扫描曝光，将设计图形直接转移到掩模或硅片上。激光直写系统的应用，可以分成一次曝光制作光刻掩模和多次套刻曝光制作器件两个方面。介绍使用激光直写系统制作光刻掩模和套刻器件的具体工艺，并给出利用激光直写工艺做出的一些掩模和器件的实例     

基于纳米颗粒热效应的飞秒激光高效直写金属铜微结构

在Cu（NO₃）₂前驱体溶液中添加硅纳米颗粒,采用飞秒激光在透明基底表面成功直写了导电金属铜微结构。前驱体溶液中的硅颗粒作为吸光粒子吸收激光能量后对溶液进行加热,使Cu²⁺还原为金属铜并沉积在基底表面。结果表明：当激光光强为5.32×10⁹～8.51×10⁹ W·cm^-2、扫描速度为100～500 mm·s^-1时,微结构主要由铜、Cu₂O及微量硅组成,铜含量及微结构的导电性随着光强的增加或扫描速度的降低而逐渐增加;在光强为5.32×10⁹ W·cm^-2、扫描速度为100 mm·s^-1的条件下,铜微结构的方阻为0.28Ω·sq^-1,电阻率为4.67×10^-6Ω·m。与已有的飞秒激光直写铜微结构的技术相比,这种方法使激光光强降低了2个数量级,直写效率提高了1～3个数量级。     

灰度掩模并行激光直写系统的总体设计

灰度掩模法是一种新的二元光学器件制做方法。研究了并行激光直写高性能灰度掩模的工作原理，对空间光调制器（SML）、精缩投影物镜和二维气浮平台等关键单元进行了分析，给出了并行激光直写系统的主要技术指标和初步实验结果。     

基于边缘光抑制技术的双光束激光直写纳米光刻系统

利用边缘光抑制技术,设计并研制了一套双光束激光三维直写光刻系统。该系统含有高速扫描振镜和三维纳米压电平台两组扫描机构,可以根据不同加工需求完成多种扫描模式下的微纳结构制造。分析了光刻光束中激发光与抑制光的能量变化对加工精度的影响,通过对光刻光束能量的精确控制,实现了基板表面最小线宽为64 nm的均匀线条和线宽为30 nm的悬浮线的稳定加工,加工结构的线宽变化符合理论预期。该系统在进行实用器件加工时,最高加工产率可达到0.6 mm²/min。使用该系统加工制造了多种微纳结构,证实了其具备加工大深宽比周期结构、复杂曲线结构和不规则三维结构的能力。     

激光直写制备衍射光学元件的研究及应用

衍射光学元件作为一种典型的微光学元件,其体积小、质量轻、设计自由度多、成像质量良好,在光学成像、光学数据存储、激光技术、生物医学等领域具有广阔的应用前景。随着现代光学系统的不断发展,对衍射光学元件的加工效率和制备精度提出了更高的要求。激光直写技术凭借加工精度高、工艺简单、灵活性好等优势,成为制备高精密仪器中关键光学元件所必需的一种加工方式。针对不同的加工需求,开发了多种激光直写系统,并在应用过程中不断地改进升级。另外,突破衍射极限的飞秒激光微纳结构制造技术,能够获得更高的加工精度和更好的分辨率,为微光学元件的制备提供了新的方法。首先介绍了激光直写技术的特点;其次综述了衍射光学元件直写加工技术的研究进展,包括直写技术的影响因素、激光直写系统和多光束加工技术;接着介绍了衍射光学元件的典型应用,如红外成像、色差校正、光束整形、图像显示;最后,对激光直写技术制备衍射光学元件存在的问题和未来发展趋势做出了总结。     

用于二元光学器件制作的激光直写系统

通过双远心成像光路，激光直写（LDW）系统SVG—LDW 04把液晶空间光调制器（LCD-SLM）上的光斑直接成像在光刻胶板上，得到高质量的光斑图形。放置在SLM的共轭面上的CCD成像调焦装置能够实时地在监控像面质量。控制SLM的输入图形、曝光量（刻蚀深度）及系统的运行方式，LDW系统能够制作不同特性的二元衍射光学元件。给出了典型的（2台阶、4台阶）位相衍射器件制作的实验结果。     

激光直写技术应用于烫金箔隐形图像上的研制

用电子束逐行扫描方法刻蚀衍射光学元件的浮雕结构精度高而速度低。提出了一种采用逐点激光直写浮雕位相结构方法来产生具有隐形图像反射二元整形元件,指出用方点光刻位相结构有利于衍射效率的提高。在激光烫金箔上制作具有隐形图像功能的二元整形位相结构,再现图像的 1级衍射效率可达12％—21％,给出了实验结果。     

离焦激光直写光刻工艺研究

采用理论计算和光线追迹分析了激光直写光刻中离焦对写入焦斑光场分布的影响;使用四轴激光直写设备开展了离焦激光直写光刻工艺实验,实验和理论计算及光线追迹的结果吻合得很好。利用离焦激光直写光刻方法制作了光栅和分划版,测得实验结果达到工艺要求。     

激光直按写入工艺的研究

本文介绍了四轴激光直接写入系统,对激光直接在光刻胶上写入图形的工艺进行了研究,讨论了在不同离焦情况下,胶层内光斑的大小和强度分布,采用离焦的方法在光刻胶上刻画了周期为20μm的线光栅和线宽为10μm的分划板,对实验结果进行了分析。     

纳米SiC激光熔覆陶瓷涂层组织结构分析

将激光熔覆引入纳米陶瓷涂层工艺，进行了纳米SiC的激光熔覆试验，分析了纳米陶瓷材料激光熔覆工艺的影响因素，得到了合理的纳米SiC粉末激光熔覆工艺。通过X射线衍射(XRD)分析，扫描电镜(SEM)等手段，对所制备的纳米陶瓷涂层进行组织结构分析。试验表明：采用获得的激光熔覆工艺，能够有效缓解现有纳米陶瓷涂层工艺中材料晶粒过渡生长、致密度等问题，实现高质量纳米结构SiC陶瓷涂层制备。熔覆过程中，部分SiC纳米粉末发生分解，生成Si与C，产物保持纳米结构。     

激光微加工电热微夹钳设计与FEA仿真

选用厚度为12.5μm的镍箔,采用激光微加工技术制备尺寸为2.8 mm × 1.4 mm ×0.0125 mm的微夹钳.其每一对级联元件由一系列致动单元组成,而每个致动单元由一个制约器和两个呈半圆形的动作梁构成,其驱动原理是电热效应.运用有限元分析(FEA)仿真了微夹钳的动态性能,对其动态性能进行了实验测试.测试结果表明,当电压为1.9 V时,最大位移量达到28.8μm,延迟时间小于200 ms.     

精密光掩模的激光修整技术

通过对掩模缺陷和激光特点的分析,提出用激光气化法修整掩模缺陷中多余铬缺陷的技术,对LMT型激光修版机进行了改进。给出了改造和更新的技术要点,在该机上进行了工艺实验,并对结果进行了分析,提出了改进激光修版技术的有关措施。实验表明：当物镜与待修模板之间的距离为1．604mm,激光泵浦灯管的预燃电压为300V时,可以达到最佳的修版效果。     

相位掩膜板移动法制作DFB光纤激光器

对相移光栅的制作技术进行了介绍和比较.并采用相位掩膜板移动法研制了掺铒DFB(分布反馈)光纤激光器,激光泵浦的阈值约为4 mW,线宽约为10～20kHz.     

利用改进的堆积法制备微结构光纤

通过改进的堆积法,制备无间隙孔微结构光纤（MSF）。该方法包括3个步骤：1）通过传统堆积法,制备MSF的预制棒;2）对预制棒进行预定型处理,对其一端加热使毛细管熔死,再将预制棒放入高温炉中加热至1600℃,并对另一端加压加气,内部毛细管受气压扩张,进而膨胀使间隙孔受力消失．所有的包层毛细管熔到一起形成了一整体,这样有助于拉丝时保持光纤的结构;3）完成拉丝过程。用这种改进的堆积法进行MSF的制备,取得了很好的试验结果。