CN1664705A - 一种采用激光对su－8胶曝光光刻的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光微细加工领域。一种采用激光对SU－8胶曝光光刻的方法，其特征在于：采用波长为355nm的三倍频Nd:YAG激光器(1)作为对SU－8光敏胶进行曝光光刻的光源，激光经均束后通过图案透光的掩模板(4)，再经聚焦物镜(5)投影到SU－8光敏胶上进行曝光，生成SU－8胶掩模图案结构。装置，其特征在于：尾部是以三倍频Nd:YAG激光器(1)构成的发光源，其后是光刻匀束－投影***，该***包括沿激光束前进方向上依次置有透镜(2)、波导管(3)、掩模板旋转台(4)、聚焦物镜(5)和光刻工作台(6)。本发明由于激光为单色光，与高压汞灯相比，可以避免其它波长的杂散光对SU－8光刻胶的影响，也可以制作更小线宽的SU－8胶图形；在造价和运行费用方面远小于同步辐射X射线。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用波长为355nm的三倍频Nd:YAG激光光刻SU-8胶的方法，属于激光微细加工领域。它主要应用于LIGA工艺中对SU-8胶微结构图形进行深层光刻，应用于微电子以及微电子机械领域中对SU-8胶微小元器件进行激光微细加工。
背景技术
现有用于SU-8胶光刻的方法有两种。一种是以同步辐射X射线作为曝光光源(A.L.Bogdanov and S.S.Peredlov，“Use of SU-8 photoresistfor very high aspect ratio X-ray lithography”[J]，MicroelectronicEngineering 53，2000，493-496)，这种方法虽然能够加工高深宽比、侧壁陡直的SU-8胶图形，但设备昂贵、装置庞大，应用和推广受到很大的限制。另一种方法采用高压汞灯的I线光做为曝光光源(Paul M.Dentinger，Karen L.Krafcik，Kelby L.Simison，Richard P.Janek，JohnHachman，″High aspect ratio patterning with a proximity ultravioletsource″[J]，Microelectronics Engineering 61-62，2002，1001-1007)，尽管采用高压汞灯作为曝光装置成本较同步辐射X射线装置成本大大降低，但高压汞灯发光为连续光谱，需要应用复杂的透镜组滤掉其它波长的杂散光，因而相对费用较高，操作比较复杂，即使这样也很难完全避免杂散光对SU-8胶的影响；并且光线的可会聚性较差，很难用投影的方法加工出比掩模板小的图形。
发明内容：
本发明目的在于提供一种采用激光对SU-8胶曝光光刻的方法，来克服上述SU-8胶光刻方法的缺点，降低加工费用，提高光刻图形质量，为LIGA工艺提供微结构的光刻制备；并基于该方法构成一SU-8胶光刻***。
本发明提供了一种采用激光对SU-8胶曝光光刻的方法，其特征在于：采用波长为355nm的三倍频Nd:YAG激光器1作为对SU-8光敏胶进行曝光光刻的光源，激光经均束后通过图案透光的掩模板4，再经聚焦物镜5投影到SU-8光敏胶上进行曝光，生成SU-8胶掩模图案结构。
利用聚焦物镜5将透光掩模板4的图案按比例缩小地成像在SU-8光敏胶上。
本发明的方法：采用三倍频Nd:YAG激光器，产生波长为355nm的激光，适合于SU-8胶光刻的要求，SU-8胶的曝光波段为350nm-400nm。为了使激光能量分布均匀，提高光刻后SU-8胶图形的质量，采用一聚焦透镜使激光以一定的发散角进入光波导管。激光经波导管内壁多次反射，打乱激光的高斯模式，在波导管出口处形成能量分布均匀的光斑，波导管内壁经过抛光或镀膜，以提高波导管内壁的反射率。激光进入波导管前的发散角及波导管的尺寸可以根据要求进行调整。在波导管出口处加掩模，然后通过聚焦物镜将缩小的掩模的像投影到SU-8光刻胶上，完成光刻。
本发明方法所用装置，其特征在于：尾部是以三倍频Nd:YAG激光器1构成的发光源，其后是光刻匀束-投影***，该***包括沿激光束前进方向上依次置有透镜2、波导管3、掩模板旋转台4、聚焦物镜5和光刻工作台6。
其中透镜2的焦距是可变的，用于改变激光进入光波导管的发散角。
波导管3内壁经过抛光或镀膜，以提高波导管内壁的反射率。
波导管3的内外径尺寸、长度和材料成分是可变的。内外径尺寸、长度的变化用于调整出口处光斑尺寸与均匀性。
聚焦物镜5的焦距是可变的，以改变地成像在SU-8光敏胶上的图案缩小比例。
由于激光为单色光，与高压汞灯相比，可以避免其它波长的杂散光对SU-8光刻胶的影响，也可以制作更小线宽的SU-8胶图形。在造价和运行费用方面远小于同步辐射X射线。
附图说明：
图1是三倍频Nd:YAG激光光刻SU-8胶装置的示意图。
图中1、三倍频Nd:YAG激光器，2、透镜，3、光波导管，4、掩模板旋转台，5、聚焦物镜，6、光刻工作台。
具体实施方式：
由三倍频Nd:YAG激光器1发出波长为355nm的激光，经过透镜2使光线以60度的发散角进入光波导管3，波导管内径为2cm，长50cm，内壁镀有铝膜。激光经波导管多次反射，在波导管出口处形成能量分布均匀的光斑。在出口处加掩模旋转台4，可以通过计算机控制更换掩模。掩模旋转台后加一5倍聚焦物镜5，然后将缩小的掩模的像投影到放有SU-8胶版的光刻工作台6上，完成SU-8胶的光刻。
Claims (7)
1.一种采用激光对SU-8胶曝光光刻的方法，其特征在于：采用波长为355nm的三倍频Nd:YAG激光器(1)作为对SU-8光敏胶进行曝光光刻的光源，激光经匀束后通过图案透光的掩模板(4)，再经聚焦物镜(5)投影到SU-8光敏胶上进行曝光，生成SU-8胶掩模图案结构。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于利用聚焦物镜(5)将透光掩模板(4)的图案按比例缩小地成像在SU-8光敏胶上。
3.根据权利要求1所述的一种采用激光对SU-8胶曝光光刻的方法所用装置，其特征在于：尾部是以三倍频Nd:YAG激光器(1)构成的发光源，其后是光刻匀束-投影***，该***包括沿激光束前进方向上依次置有透镜(2)、波导管(3)、掩模板旋转台(4)、聚焦物镜(5)和光刻工作台(6)。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于，透镜(2)的焦距是可变的。
5.根据权利要求3的装置，其特征在于，波导管(3)内壁经过抛光或镀膜。
6.根据权利要求3或5的装置，其特征在于，波导管(3)的内外径尺寸、长度和材料成分是可变的。
7.根据权利要求3的装置，其特征在于，聚焦物镜(5)的焦距是可变的。
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| CN 200510055286 CN1664705A (zh) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | 一种采用激光对su－8胶曝光光刻的方法及其装置 |
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| CN 200510055286 CN1664705A (zh) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | 一种采用激光对su－8胶曝光光刻的方法及其装置 |
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| CN 200510055286 Pending CN1664705A (zh) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | 一种采用激光对su－8胶曝光光刻的方法及其装置 |
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| CN (1) | CN1664705A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107407801A (zh) * | 2015-03-25 | 2017-11-28 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 多反射镜阵列 |
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2005
- 2005-03-18 CN CN 200510055286 patent/CN1664705A/zh active Pending
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| CN107407801A (zh) * | 2015-03-25 | 2017-11-28 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 多反射镜阵列 |
| CN107407801B (zh) * | 2015-03-25 | 2021-03-05 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 多反射镜阵列 |
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