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微光学元件光刻对焦方法

2012-09-12 14:11
seele_jin
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  文章提出了三种微光学元件光刻对焦方法,并用它们对北京化学试剂研究所生产的BP-218紫外正型光刻胶的分辨率进行了测试,得到了满意的结果。

  光刻法是目前制作微光学元件的主要技术,其工艺流程一般包括掩模设计及制作,图形转印和基片刻蚀三个步骤。在将掩模图形转印到基片上的光刻胶的过程中,掩模图形经精缩成像系统成像在基板表面的光刻胶上,像平面位置的误差将会导致光刻胶上掩模图形边缘锐度不够,产生模糊,并且可能使相邻图形的边缘重叠在一起,从而严重影响工艺质量。根据瑞利(Rayleigh)准则,光刻系统的最小分辨率受衍射极限限制,焦深一般只有几个微米,如何精确地确定焦平面即基板的位置是关键。虽然通过采用先进的照明方式和改变光源半径等方法,对于分辨率和焦深的改善会有所帮助[3],但是设计成本会大大提高。为此,本文提出了三种简便而实用的对焦方法。

  1方法

  1.1改进的目测法

  在像面方,用显微镜紧贴透明薄玻璃接收,同时移动玻璃片找到清晰的像。具体方法:

  (1)先透过显微镜直接观察像面,物镜沿光轴移动,直到获得清晰的像,停止移动物镜。

  (2)在物镜与像之间插入透明的薄玻璃片。因为此时的光程差变大,所以物镜应向薄玻璃片方微移,再次找到清晰的像,固定物镜。

  (3)用等厚度的单面毛玻璃替换透明玻璃片(毛面为入射面),将毛玻璃前后微移,像的锐度最大时毛面即为像平面。

  在上面介绍方法的第三步中,无论前后如何移动透明玻璃片,目镜中的图像都是清晰的,所以需要一块厚度、折射率与透明玻璃片相同的毛玻璃,用毛玻璃的毛面与像平面重叠,以确定像平面位置。明确毛玻璃的作用,就可以用金刚石玻璃刀的刃口在透明薄玻璃片的一面轻划几道痕,用这几道划痕来代替毛玻璃的毛面。为了观察的方便,可以在划痕里涂上黑墨或黑漆,移动薄玻璃片,在目镜中清晰观察到划痕时,薄玻璃片的划痕面位置就是焦平面的位置。

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