[发明专利]一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置及方法

说明书

本发明公开了一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置及方法，该装置包括腔体、若干激光通孔、若干激光挡板、第一流体通孔、第二流体通孔、第一流体阀门、第二流体阀门和若干光发射结构，其中，所述第一流体通孔和所述第二流体通孔均贯通设置于所述腔体中，并用于向所述腔体中导入或导出超临界流体；所述光反射结构均设置于所述腔体的内壁上，用于引导入射激光进行方向变化。本发明通过引入超临界流体，可彻底去除光刻胶并避免了残留；同时，在超临界流体协同作用下，通过激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置可对微纳器件进行二维或三维的复杂结构设计。

技术领域

本发明涉及维纳器件加工领域，特别是一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置及方法。

背景技术

目前，常见光刻过程按是否采用掩膜版分为两类：一种是有掩模板的曝光工艺，光刻胶均匀旋涂在需要进行加工的硅片等衬底上，然后紫外光透过掩模版投影在光刻胶上；一种是无掩模板的曝光工艺，使用一定强度且波长合适的激光直接照射在光刻胶上。无论是否采用掩膜版，被光照射到的地方光刻胶化学或物理性质发生改变，由此光刻胶薄膜表面就会产生可溶解与不可溶解的区域，通过曝光或者激光直写后，可使用某些化学溶剂来对胶上的可溶解区域进行溶解，溶解完后，将需要进行后续加工的地方暴露出来。这些化学溶剂可以是纯有机溶剂，有机复合溶剂或者含水的离子溶剂，这些化学溶剂在清洗光刻胶过程中，由于液态溶剂自身具有粘度较大的特性，在对光刻胶进行显影的过程中，可能存在溶剂残留；或者因显影液加入偏少，对光刻胶溶解性不高，使受到过光照的光刻胶区域清洗不干净；或者因显影液加入偏多，对光刻胶溶解性过高，导致光刻胶线条塌陷膨胀等问题。故需要提出一种新的显影清洗方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置及方法，用于解决现有技术中因液态显影试剂粘度较大而导致清洗光刻胶的效果不理想的问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一个解决方案为：提供一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置包括腔体、若干激光通孔、若干激光挡板、第一流体通孔、第二流体通孔、第一流体阀门、第二流体阀门和若干光发射结构，其中，激光通孔均贯通设置于腔体中，且每一个激光通孔均有一个激光挡板与之对应；第一流体通孔贯通设置于腔体中，并通过第一流体阀门控制超临界流体导入腔体内；第二流体通孔贯通设置于腔体中，并通过第二流体阀门控制超临界流体从腔体内导出；光反射结构均设置于腔体的内壁上，用于引导入射激光进行方向变化。

优选的，腔体内壁及光反射结构表面均涂覆有反射涂层，用于反射入射的激光。

优选的，腔体为可拆卸式的封闭结构。

为解决上述技术问题，本发明的第二个解决方案为：提供一种激光光刻三维微纳器件超临界流体显影方法，应用于前述激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置中，所述显影方法包括：将光敏材料涂覆至衬底材料上，并置于激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置中进行曝光处理；曝光完成后，向激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置中导入超临界流体，对涂覆有光敏材料的衬底材料进行溶解清洗。

优选的，光敏材料为液态光敏溶剂，或低聚合度的固态光敏物。

优选的，超临界流体为CO₂超临界流体。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过引入超临界流体，利用其溶解性强、扩散性好的特点，可彻底去除光刻胶并避免了残留；同时，在超临界流体协同作用下，通过激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置可对微纳器件进行二维或三维的复杂结构设计，拓展了应用场景。

附图说明

图1是本发明中激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置一实施方式的结构示意图；

图2是本发明的激光光刻三维微纳器件超临界流体显影装置一实施方式中显影完成后微纳器件的结构示意图。