本申請涉及光學，具體涉及一種基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法。

背景技術(shù)：

1、在半導體的實際加工過程中，如何將單個芯片或顯示單元從大尺寸的晶圓基材上分離出來，一直是批量生產(chǎn)中面臨的技術(shù)難題。傳統(tǒng)的刀片切割工藝存在切縫寬、容易崩邊、有碎屑飛濺等技術(shù)問題。隨著激光隱切工藝的成熟，越來越多的研究機構(gòu)將此種工藝應用到各種脆性材料的加工中。對于厚度較大的晶圓基材，用單焦點的激光隱切則需要通過逐次改變焦點在材料內(nèi)部的位置進行多次掃描加工，這不僅會影響加工效率，還會增加額外的加工誤差，降低了加工良率。因此，如何在基材內(nèi)部同時聚焦等間距的多個焦點成為提高切割效率和良率的必由之路。

2、現(xiàn)有的多焦點元件設(shè)計方法主要基于長焦距、小數(shù)值孔徑的理論，包括夫瑯和費衍射和菲涅爾衍射方法，按焦距由遠及近逐步應用。然而，隨著一些應用場景對激光功率窗口的要求越來越小、聚焦點的尺寸越來越小，所需的聚焦系統(tǒng)焦距也必須縮短。在這種情況下，傳統(tǒng)的夫瑯和費衍射和菲涅爾衍射方法將不再適用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本申請?zhí)峁┮环N基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的夫瑯和費衍射和菲涅爾衍射不適用于短焦應用場景的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

3、第一方面，一種基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，包括：

4、步驟1：根據(jù)瑞利-索末菲公式確定相位差計算公式，并計算多焦點元件的相位差；

5、步驟2：根據(jù)坐標變換公式將所述相位差映射到傅里葉級數(shù)的自變量上，并根據(jù)達曼光柵設(shè)計原理得到多焦點元件的徑向突變點；

6、步驟3：根據(jù)所述多焦點元件的徑向突變點得到0-π結(jié)構(gòu)；

7、步驟4：根據(jù)所述0-π結(jié)構(gòu)生成光刻加工的gds文件，并根據(jù)所述gds文件生成光刻掩模版文件；

8、步驟5：根據(jù)所述光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與所述0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案；

9、步驟6：將所述光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到石英片上，并去除剩余的光刻膠。

10、作為優(yōu)選，步驟1中，所述相位差計算公式為：

11、

12、其中，表示相位差，k表示波數(shù)，d表示焦點間距，r表示徑向坐標，f表示物鏡的焦距。

13、作為優(yōu)選，步驟2中，所述坐標變換公式為：

14、

15、其中，x表示自變量。

16、作為優(yōu)選，步驟5中，根據(jù)所述光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與所述0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案時包括曝光、顯影和定影操作。

17、作為優(yōu)選，步驟5中，根據(jù)所述光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與所述0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案時采用的掩膜為金屬鉻或金屬鎳。

18、作為優(yōu)選，步驟6中，將所述光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到石英片上時采用干法刻蝕工藝。

19、作為優(yōu)選，所述干法刻蝕工藝為反應離子束刻蝕、離子束刻蝕或電感耦合等離子反應離子束刻蝕。

20、作為優(yōu)選，所述步驟6中，去除剩余的光刻膠時采用去膠溶液。

21、作為優(yōu)選，所述去膠溶液為丙酮、無機酸或硫酸雙氧水。

22、第二方面，一種短焦多焦點元件，所述短焦多焦點元件是根據(jù)一種基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法制備而成。

23、相比現(xiàn)有技術(shù)，本申請至少具有以下有益效果：

24、本申請?zhí)峁┝艘环N基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，包括：根據(jù)瑞利-索末菲公式確定相位差計算公式，并計算多焦點元件的相位差；根據(jù)坐標變換公式將相位差映射到傅里葉級數(shù)的自變量上，并根據(jù)達曼光柵設(shè)計原理得到多焦點元件的徑向突變點；根據(jù)多焦點元件的徑向突變點得到0-π結(jié)構(gòu)；根據(jù)0-π結(jié)構(gòu)生成光刻加工的gds文件，并根據(jù)gds文件生成光刻掩模版文件；根據(jù)光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案；將光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到石英片上，并去除剩余的光刻膠。本申請擺脫了以往多焦點相位元件多處于夫瑯和費衍射區(qū)域和菲涅爾衍射區(qū)域的長焦應用場景，適用于短焦的應用場景，且映射簡單，計算時間短。

技術(shù)特征：

1.一種基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，步驟1中，所述相位差計算公式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，步驟2中，所述坐標變換公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，步驟5中，根據(jù)所述光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與所述0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案時包括曝光、顯影和定影操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，步驟5中，根據(jù)所述光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與所述0-π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案時采用的掩膜為金屬鉻或金屬鎳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，步驟6中，將所述光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到石英片上時采用干法刻蝕工藝。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝為反應離子束刻蝕、離子束刻蝕或電感耦合等離子反應離子束刻蝕。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，所述步驟6中，去除剩余的光刻膠時采用去膠溶液。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法，其特征在于，所述去膠溶液為丙酮、無機酸或硫酸雙氧水。

10.一種短焦多焦點元件，其特征在于，所述短焦多焦點元件是根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的基于差值映射的二值化0-π相位多焦點元件制備方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種基于差值映射的二值化0?π相位多焦點元件制備方法，包括：根據(jù)瑞利?索末菲公式確定相位差計算公式，并計算多焦點元件的相位差；根據(jù)坐標變換公式將相位差映射到傅里葉級數(shù)的自變量上，并根據(jù)達曼光柵設(shè)計原理得到多焦點元件的徑向突變點；根據(jù)徑向突變點得到0?π結(jié)構(gòu)，并生成光刻加工的GDS文件和光刻掩模版文件；根據(jù)光刻掩模版文件在石英基片上的光刻膠上刻出與0?π結(jié)構(gòu)一致的光刻膠圖案；將光刻膠圖案轉(zhuǎn)移到石英片上，并去除剩余的光刻膠。本申請擺脫了以往多焦點相位元件多處于夫瑯和費衍射區(qū)域和菲涅爾衍射區(qū)域的長焦應用場景，適用于短焦的應用場景，且映射簡單，計算時間短。

技術(shù)研發(fā)人員：彭亦超
受保護的技術(shù)使用者：北京潤和微光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28