[发明专利]一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法

权利要求书

1.一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，设计飞秒激光光路并搭建飞秒激光微加工系统，其中，飞秒激光微加工系统包括飞秒激光光源系统，成像观测系统和飞秒激光加工定位系统，其中，

飞秒激光经激光器输出后先经过半波片和偏振吸收镜然后是电子快门和倒置远望镜，最后由显微物镜聚焦在基板上，飞秒激光微加工系统的功率由半波片和偏振吸收镜调节，电子快门的作用是控制飞秒激光的曝光时间，

成像观测系统由四部分组成分别是CCD探测器、显微物镜、LED白光和Zoom透镜组，LED发出的白光首先会通过显微物镜照射在样品表面，然后样品反射的光能再次通过显微物镜，然后被Zoom物镜组放大成像，最后在CCD探测器上聚焦，

飞秒激光加工定位系统还包括由计算机控制的三维微位移移动平台，该平台在XYZ三个方向上都能进行高精度的定位和移动，定位系统通过在Z轴方向上的前后移动进行对焦，在X、Y方向上可以移动的最大距离为150mm，极限移动速度为15cm/s，飞秒激光微加工系统包括飞秒激光光源系统，成像观测系统和飞秒激光加工定位系统；

步骤2，根据飞秒激光能量输入的计算模型求出飞秒激光加工区域的能量及加工尺寸，其中，飞秒激光加工能量计算模型如下：

式中，I_ab表示的是垂直于飞秒激光光轴方向的平面上(x，y，z)处吸收的能量，ω(z)是光轴上z处的光斑半径，K为常数，

式中，I_i是垂直于飞秒激光扫描方向上第i个点的吸收的总能量；

步骤3，先根据步骤2中两组实验结果及上述等式求出常数K的具体值，然后根据上述等式求出垂直于飞秒激光扫描方向的直线上材料吸收的飞秒激光的能量分布曲线，最后根据加工后试样加工区域的尺寸及能量分布曲线可以求出材料的烧蚀阈值。

2.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：在步骤1中，飞秒激光的重复频率为40-60MHz，激光脉冲宽度为110-130fs，光斑半径为8-12μm。

3.根据权利要求2所述的一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：在步骤1中，飞秒激光的重复频率为50MHz，激光脉冲宽度为120fs，光斑半径为10μm。

4.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：在步骤1中，电子快门选用Vincent Associates公司的Uniblitz LS6型号电子可编程快门。

5.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：在步骤1中，飞秒激光器选用昊量光电的Carmel光纤飞秒激光器。

6.根据权利要求1所述的一种利用飞秒激光进行芯片光刻的方法，其特征在于：在步骤1中，CCD成像系统选用中微科创。