一种基于微纳结构的光刻方法与流程

本发明涉及激光器光刻技术领域，特别是涉及一种基于微纳结构的光刻方法。

背景技术：

随着21世纪信息化时代的到来，以半导体器件、传感器、光电子器件等为核心的微纳制造技术产业获得了迅猛的发展，各类器件的集成度、结构复杂程度也越来越高，往往会需要在衬底上形成各种复杂的三维结构以实现其功能。光刻作为最为关键的一道工艺手段，对器件的性能、集成度、良品率等因素有着至关重要的作用。为了实现此类三维结构，通常会进行数次甚至上十次以上的光刻、套刻。这样一来，样品的良率也会随着光刻、套刻次数的增加而下降，并且需要设计和开发大量的掩膜版来完成此类结构的制备。特别当样品还处于待研发阶段的时，此时结构的形状、尺寸并不固定，尺寸上较小的改动就需要将所有的掩膜版重新设计和开发，这种改动需要耗费较大的研发成本以及更久的研发周期。

相变材料(如Ge-Sb-Te)在初始的沉积态下是一种非晶材料，而当自身材料温度超过一定阈值(即晶化温度)的时候，材料会产生从非晶态到晶态之间的转变。利用非晶态和晶态材料在刻蚀溶液中的溶解速率不同，经过刻蚀后便可得到相应的凹坑或凸槽。利用这一特性，可以很方便的利用该材料作为光刻胶掩膜层，利用激光对其进行直写曝光，然而，现有技术都只能进行一种简单条形结构的晶态形状的曝光生成，对于复杂的光刻图形环境，并不能有效的利用该相变材料的晶化特性来解决问题。

技术实现要素：

本发明实施例要解决的技术问题之一是克服现有技术中对于相变材料曝光处理手段的单一，造成相变材料在使用场合中的局限，并不能有效的将相变材料适用于复杂的光刻技术场合。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于微纳结构的光刻方法，所述光刻方法包括：

根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器；

动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，使得基座上沉积的微纳材料层中晶化区域满足三维图形指定的深度和宽度；

选择第一腐蚀剂，刻蚀微纳材料层中晶化区域；

选择第二腐蚀剂，刻蚀沉积态的微纳材料和基座，在基座上形成相应三维图形。

可选的，根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器，具体包括：

根据光刻的三维图形的线宽，设定激光器的离焦量，使得激光光斑和微纳材料层表面的相互作用面积小于所述三维图形的线宽；

根据微纳材料的晶化温度和融化温度，设定激光器的光功率和脉冲时间，使得激光器在激光光斑所对应的工作区产生的能量满足晶化反应的要求。

可选的，动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，具体包括：

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的边界区域，调整焦距，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光焦点进行微纳材料层的三维图形的边界区域的晶化；并通过控制激光功率和/或脉冲时间，使得激光焦点处晶化处理的形状符合预设要求；

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的内部区域，调整离焦量，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光光斑进行微纳材料层的三维图形的内部区域的晶化处理。

可选的，所述基座上沉积的微纳材料，具体包括：

采用化学气相沉积法、磁控溅射法、蒸发法或者旋涂法在基座表面沉积微纳材料，作为光刻胶层。

可选的，所述第一腐蚀剂用于刻蚀微纳材料层的晶化区域，其中，所述第一腐蚀剂对于沉积态的微纳材料和基座不具备腐蚀性；或者沉积态的微纳材料和基座相对于晶态的微纳材料，在第一腐蚀剂环境中具有更低的刻蚀比。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于微纳结构的光刻方法，所述光刻方法包括：

根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器；

动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，使得基座上沉积的微纳材料层中晶化区域满足三维图形指定的深度和宽度；

选择第一腐蚀剂，刻蚀微纳材料层中处于沉积态的区域，保留微纳材料中的晶化区域；

选择第二腐蚀剂，刻蚀晶化区的微纳材料和基座，在基座上形成所述三维图形。

可选的，根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器，具体包括：

根据光刻的三维图形的线宽，设定激光器的离焦量，使得激光光斑和微纳材料层表面的相互作用面积小于所述三维图形的线宽；

根据微纳材料的晶化温度和融化温度，设定激光器的光功率和脉冲时间，使得激光器在激光光斑所对应的工作区产生的能量满足晶化反应的要求。

可选的，动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，具体包括：

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的边界区域，调整焦距，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光焦点进行微纳材料层的三维图形的边界区域的晶化；并通过控制激光功率和/或脉冲时间，使得激光焦点处晶化处理的形状符合预设要求；

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的内部区域，调整离焦量，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光光斑进行微纳材料层的三维图形的内部区域的晶化处理。

可选的，所述基座上沉积的微纳材料，具体包括：

采用化学气相沉积法、磁控溅射法或蒸发法在基座表面沉积微纳材料，作为光刻胶层。

可选的，所述第一腐蚀剂用于刻蚀微纳材料中的沉积态区域，其中，所述第一腐蚀剂对于微纳材料层的晶化区域和基座不具备腐蚀性；或者在第一腐蚀剂环境中，晶态的微纳材料和基座相对于沉积态的微纳材料，具有更低的刻蚀比。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明实施例利用基于微纳材料(也称为相变材料)的热光刻技术实现了一种快速制备三维微纳结构的方法，能够实现连续作业，性价比高，操作简单，对环境要求宽松，并且可以在系统上增加微透镜阵列以增加产出率，实用性强。

【附图说明】

图1是本发明实施例提供的一种基于微纳结构的光刻方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种激光器光刻的参数设定方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于微纳结构的光刻方法流程图；

图6是本发明实施例提供的一种基于微纳结构的光刻方法流程图；

图7是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图；

图12是本发明实施例提供的一种光刻的微纳结构的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种基于微纳结构的光刻方法，所述光刻方法适用于激光制作过程中的多个技术环节，例如：可以应用于DBR激光器、DFB激光器中光栅结构的光刻过程；还可以应用于电极接触层道通沟槽。本发明实施例尤其适用于需要光刻出复杂三维图形的场合。如图1所示，所述方法具体包括以下执行步骤：

在步骤201中，根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器。

设定激光器，通常是根据光刻的图案，其轮廓的精确程度的要求，设定激光器的工作模式，例如：本发明实施例中提出的直写工作模式和聚焦工作模式。除了设定激光器的工作模式外，还会根据不同的微纳材料设定离焦量(所述离焦量属于直写工作模式中的参数值)、工作功率和脉宽等参数，使得激光器在相应工作模式下，能够顺利的完成微纳材料的指定区域的晶化。所述微纳材料包括GeSbTe、As₂S₃、As₂Se₃和As₂Te₃等等。

在步骤202中，动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，使得基座上沉积的微纳材料层中晶化区域满足三维图形指定的深度和宽度。

所述基座为待完成光刻工艺的对象，在不同的光刻场合中，所述基座可以是加工到不同层度的激光器。其中，在激光器的光栅区制作场合，所述基座就是沉积了用于制作光栅层的材料，并且还未光刻出光栅的对象。具体以DBR激光器和DFB激光器为例：对于DBR激光器来说，基座包括衬底和沉积在衬底上的用于制作光栅层的材料；对于DFB激光器来说，基座包括衬底、衬底上生长的有源区、沉积在有源区上的用于制作光栅层的材料。

其中，对于直写工作模式，是利用激光器在设定的离焦量参数值下，其工作面形成于微纳材料层表面，并通过微纳材料层表面逐渐将晶化的温度传导至微纳材料层指定深度，是一种由工作面垂直向下晶化的过程。因此，所述动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间主要体现在，控制激光器的光功率使得微纳材料层表面的温度达到晶化温度，并且低于其融化温度，并根据晶化区域深度的增加，相应增加激光器的光功率和/或脉冲时间。其中，晶化区域深度的变化和脉冲调整的关系为：根据晶化区域的导热性以及晶化区域深度的变化，逐渐增加脉冲时间。其中，晶化区域深度的变化和激光器的光功率的调整的关系为：根据晶化区域的导热性以及晶化区域深度的变化，逐渐增加激光器的光功率。在所述直写工作模式中，尤其是在脉冲时间调整过程中，可选的测量微纳材料层表面工作区温度，在所述工作区温度达到预设阈值时，维持激光器的光功率并增加脉冲时间。其中，所述预设阈值可以是晶化温度和融化温度之间的一各个参数值，例如：晶化温度和融化温度的中间值。

其中，对于聚焦工作方式，是利用激光器在微纳材料指定深度的某一点完成激光聚焦，并利用激光焦点产生足以晶化的热量，实现逐点晶化。其动态调整过程主要是控制激光光功率和脉冲时间满足激光焦点处工作能量能够达到微纳材料晶化温度的情况下，根据三维图形调整激光焦点。

在步骤203中，选择第一腐蚀剂，刻蚀微纳材料层中晶化区域。保留衬底上处于沉积态的微纳材料。

所述第一腐蚀剂可以是一种溶液构成，也可以是有多种溶液按照预设比例构成。由于，本实施例需要刻蚀晶化区域的微纳材料而保留衬底上处于沉积态的微纳材料。因此，选择的第一腐蚀剂对于所述微纳材料中的晶化区域和沉积态的微纳材料是具有差异腐蚀特性的，其中，所述第一腐蚀剂对于晶化区域的腐蚀性高于对沉积态的微纳材料的腐蚀性。刻蚀方法可选用湿法刻蚀或者干法刻蚀，刻蚀剂可以为对相变材料晶态和非晶态具有选择性刻蚀的溶液，例如：NaOH、KOH、HNO₃等。

在步骤204中，选择第二腐蚀剂，刻蚀沉积态的微纳材料和衬底，在衬底上形成相应三维图形。

与步骤203中的类似，所述第二腐蚀剂可以是单一腐蚀溶剂，也可以是由多种腐蚀溶剂按照预设比例搭配得到。此时，所选择第二腐蚀剂则是对于基座和沉积态的微纳材料之间存在选择刻蚀比，在本实施例中，两者的选择刻蚀比越接近越好，优选的为1：1。在该优选的刻蚀比条件小，能够通过腐蚀掉微纳材料层完成基底上三维图形的刻蚀。在实际操作中，若无法获得等比的刻蚀比，则可以根据刻蚀比的参数值，相应按照刻蚀比调整微纳材料层中三维图形的尺寸，从而能够在刻蚀结果上得到预定义的三维图像的尺寸。

本发明实施例利用基于微纳材料(也称为相变材料)的热光刻技术实现了一种快速制备三维微纳结构的方法，能够实现连续作业，性价比高，操作简单，对环境要求宽松，并且可以在系统上增加微透镜阵列以增加产出率，实用性强。

本发明实施例是基于发明人在研究了通过激光器实现微纳材料晶化相关内容后提出。具体的：激光和材料相互作用的这个区域能够随着激光光斑的离焦而逐渐变大，但是当变大到一定程度之后，由于光功率密度的急剧下降，在薄膜内部的温度可能会低于晶化温度，因此为了使其继续晶化，就需要提高激光的功率。另外，当激光的离焦量固定时，激光功率和脉冲时间的大小可以影响晶化区域的宽度和深度，当增大功率时，薄膜内部的纵向晶化区域将显著增加，相应的晶化的线宽也会增加。当功率一定，脉冲时间增加时，也会发生相同的现象。功率的增加和脉宽的增加对材料的晶化区域的影响也有一定的差异，这个差异体现在，当聚焦光斑的尺寸一定时，增加激光功率可以使晶化区域变宽变深，但是当激光功率增加到足够大的时候，材料中某一部分的温度会超过其融化温度导致材料融化；而当激光功率一定时，不断的增加脉宽，开始时候晶化区域的变化趋势和增加功率时的变化趋势一致，然而其存在一种状态，即当脉宽增加到一定程度时，并基于材料整体体系的吸热和放热会达到动态平衡，因此再增加激光的写入脉宽，材料的晶化区域都将不会发生改变。如图3所述，为本发明实施例提供的一种微纳材料表面照射激光光斑后，形成的晶化区域示意图，其中，标注的4和5为两个离焦量设置相同的激光器在微纳材料层2表面形成的工作区域。图3中阴影区域6和3便是晶化区域，从图中可知，形成区域4的工作区域的激光器的功率和/或脉冲时间长度比相应的工作区域5的要大。

在本发明各实施例中，所述基座上沉积的微纳材料，具体可以是采用化学气相沉积法、磁控溅射法或蒸发法在衬底表面沉积微纳材料，作为光刻胶层。

实施例2:

在上述实施例1分析理论基础上，在本发明实施例中，给出了一种具体如何根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器的步骤实现，在本实现方式中，主要是针对实施例1中提出的直写工作模式，给予相应激光器设定的实现内容，具体包括：

在步骤301中，根据光刻的三维图形的线宽，设定激光器的离焦量，使得激光光斑和微纳材料层表面的相互作用面积小于所述三维图形的线宽。

由于直写工作模式的原理就是通过离焦量设定，以微纳材料表层作为激光能量导入接口(其它实施例中也称为工作面)，在所述微纳材料表层形成特定大小、特定能量的激光光斑，所述激光光斑对于该表层微纳材料进行加热，并通过持续的加热，将激光能量传导给垂直于光斑区域的微纳材料，从而完成指定深度和宽度的晶化形状的生成。

在步骤302中，根据微纳材料的晶化温度和融化温度，设定激光器的光功率和脉冲时间，使得激光器在激光光斑所对应的工作区产生的能量满足晶化反应的要求。

以GeSbTe为例，晶化温度为150°附近，而融化温度在600°附近，因此当材料内部温度超过150°而小于600°的时候，都可以被判定为是晶化区域。由于材料这一特性，使得材料的晶化区域能够很好的被激光写入参数所调制。激光聚焦在材料表面，因此激光和材料表面的相互作用面积决定了一个大致的晶化区域，由于激光光强在空间的高斯分布，理论上来说，当利用一个较好的激光写入参数，能够得到比激光光斑更小的晶化区域。所述较好的激光写入参数即保证在脉冲时间饱和情况下，激光器的光功率能够满足晶化区域的深度达到微纳材料层的底部；以及在相应激光器的光功率状态下，能够在脉冲时间可调范围内，实现工作区上的温度小于融化温度，则确定该激光器的光功率为可设置的激光器的光功率。否则，便要在减小所述激光器的光功率，并确保调整后的激光器的光功率，能够在脉冲时间可调范围内，实现工作区上的温度小于融化温度，则将调整后的激光器的光功率设置为激光器的光功率。则在工作过程中通过调整脉冲时间长度，来保证工作区上的温度不至于达到融化温度。步骤202中动态调整激光器，具体表现为：若测试脉冲时间为A时，激光器的光功率会使得微纳材料层表面发生融化，则相应的调小脉冲时间，则可达到步骤302中工作区产生的能量满足晶化反应的要求的目的。

上述激光写入参数通常就是指离焦量、激光器的光功率和脉冲时间，因此，本实现方式还存在一种可替代方案。在所述替代方案中，预先在计算机中存储模型数据，所述模型数据由多种微纳材料的实验数据构成，每一种微纳材料的实现数据又包括多种光刻参数(由宽度和深度组成)，以及在不同离焦量、激光器的光功率和脉冲时间设定条件下，完成相应光刻参数所需的时间，以及效果。则用户只需要输入微纳材料，并将三维图形拆分成一个或者多个模型数据中的图形，则系统便能自动根据输入的参数寻找相应的模型数据，并依照模型数据完成晶化处理。相应的步骤202中的动态调整激光器，也可以依据所述模型中记录的参数完成，在此不一一赘述。

实施例3:

在上述实施例1分析理论基础上，在本发明实施例中，给出了一种具体如何动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间的实现，在本实现方式中，主要是针对实施例1中提出的聚焦工作模式，具体包括：

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的边界区域，调整焦距，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光焦点进行微纳材料层的三维图形的边界区域的晶化；并通过控制激光功率和/或脉冲时间，使得激光焦点处晶化处理的形状符合预设要求。

实际操作过程中，对于脉冲时间的控制相比较激光器的光功率的调控更容易实现，并且更精确。因此，在本实施例中优选的是采用调整焦距以及脉冲时间的方式，来完成微纳材料层的三维图形的轮廓区域的晶化处理。但是，本发明实施例也可以通过调整焦距以及激光器的光功率的方式；还可以通过调整焦距以及激光器的光功率和脉冲时间的方式完成激光器的动态控制。

由于聚焦工作模式，主要是通过焦点处产生能够达到晶化的温度，来实现精细化的晶化处理。因此，就焦点处来说，其形成的晶化形状由多个晶元组成的不规则形状，为了能够达到三维图形对于其线宽的要求，或者对于其尺寸的误差要求，需要在微纳材料层中对应三维图形边界区域采用预设的脉冲时间，实现各焦点位置微纳材料的晶化。激光焦点处晶化处理的形状符合预设要求，具体指焦点处晶化处理得到的对象的所构成的外轮廓尺寸在所述三维图形的允许偏差范围内。

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的内部区域，调整离焦量，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光光斑进行微纳材料层的三维图形的内部区域的晶化处理。

对于三维图形的内部区域则可以采用实施例2中介绍的直写工作模式来完成，直写工作模式没有焦点工作模式来的精准，但是，它适合于大面积或体积范围内的晶化处理。具体方式参考实施例2，在此不一一赘述。

在本实施例中，为了进一步完善直写工作模式与焦点工作模式共同存在情况下，各自晶化区域之间的衔接过程。结合本实施例，还存在一种可选的实现方案：在焦点工作模式中，对于三维图形的边界区域的晶化处理，除了要完成上述焦点处晶化处理的形状符合预设要求外，还要为后续通过直写工作模式完成的三维图形的内部区域的晶化处理预置衔接基座。以图3所示的直写工作模式为例，配合以焦点工作模式得到的晶化区域，组合后的效果图如图4所示，其中标注的7和8即在焦点工作模式中晶化处理出的图形，不仅包括边界区域，还包括可与直写工作模式形成的衔接基座。

实施例4:

本发明实施例还提供了一种基于微纳结构的光刻方法，相比较实施例1中刻蚀掉晶化区域，而保留沉积态的微纳结构做法，本实施例保护的方案则是刻蚀掉沉积态的微纳结构，而保留晶化区域。如图5所述，所述光刻方法包括：

在步骤401中，根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器。

在步骤402中，动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，使得基座上沉积的微纳材料层中晶化区域满足三维图形指定的深度和宽度。

在步骤403中，选择第一腐蚀剂，刻蚀微纳材料层中处于沉积态的区域。保留微纳材料中的晶化区域。

在步骤404中，选择第二腐蚀剂，刻蚀晶化区的微纳材料和基座，在基座上形成所述三维图形。

本发明实施例利用基于微纳材料(也称为相变材料)的热光刻技术实现了一种快速制备三维微纳结构的方法，能够实现连续作业，性价比高，操作简单，对环境要求宽松，并且可以在系统上增加微透镜阵列以增加产出率，实用性强。除了在选定的微纳材料可能与实施例1中的不同外，为了能够实现选择性的腐蚀，所述第一腐蚀剂和第二腐蚀剂也需要相应的做出调整。

接下来以Ge₂Sb_2(1-x)Sn_2xTe₅(0<x<0.3)微纳材料为例，阐述如何选定第一腐蚀剂和第二腐蚀剂：

将完成晶化处理的Ge₂Sb_2(1-x)Sn_2xTe₅浸泡在硝酸与双氧水的混合溶液(第一腐蚀剂)，简称N-H溶液，其相互比例优选为HNO₃∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶9。其中非晶态的刻蚀速率大约为晶态的刻蚀速率刻蚀速度的2.8倍。因此，浸泡指定时间后，能够依据所述刻蚀速度的差别，在微纳材料层上形成三维图形。将设置有所述三维图形的基底放置于反应气体三氟甲烷(CHF₃)(第二腐蚀剂)中，进行第二轮腐蚀，其中，在所述基底具体为二氧化硅时，所述三氟甲烷对于二氧化硅和所述Ge₂Sb_2(1-x)Sn_2xTe₅的选择刻蚀比约为6.7：1，虽然没有达到最优的1：1，但是已经能够在基底上形成三维图形。

结合本发明实施例，存在一种可选的实现方案，其中，根据光刻的图案和微纳材料，设定激光器，具体包括：

根据光刻的三维图形的线宽，设定激光器的离焦量，使得激光光斑和微纳材料层表面的相互作用面积小于所述三维图形的线宽；

根据微纳材料的晶化温度和融化温度，设定激光器的光功率和脉冲时间，使得激光器在激光光斑所对应的工作区产生的能量满足晶化反应的要求。

结合本发明实施例，存在一种可选的实现方案，其中，动态调整激光器的光功率和/或脉冲时间，具体包括：

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的边界区域，调整焦距，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光焦点进行微纳材料层的三维图形的边界区域的晶化；并通过控制激光功率和/或脉冲时间，使得激光焦点处晶化处理的形状符合预设要求；

对于微纳材料层中待晶化的三维图形的内部区域，调整离焦量，以及激光功率和/或脉冲时间，利用激光光斑进行微纳材料层的三维图形的内部区域的晶化处理。

结合本发明实施例，存在一种可选的实现方案，其中，所述衬底上沉积的微纳材料，具体包括：

采用化学气相沉积法、磁控溅射法或蒸发法在衬底表面沉积微纳材料，作为光刻胶层。

结合本发明实施例，存在一种可选的实现方案，其中，所述第一腐蚀剂用于刻蚀微纳材料中的晶化区域，对于沉积态的微纳材料和衬底不具备或者相对于晶态的微纳材料具备较弱的腐蚀性。

由于，本实施例相比较实施例1，区别仅在于选择腐蚀的对象发生了改变，而对于晶化处理的过程来说和实施例1总体上没有什么区别，因此，本实施例也可以与实施例2和/或实施例3中扩展描述的内容结合实现。

实施例5：

本发明实施例是基于实施例1所述的基于微纳结构的光刻方法基础上，并结合具体的中间过程，阐述在一个较为具体的光刻流程中，如何应用和实现实施例1及其扩展方案实施例2和实施例3，如图6所示，具体阐述如下：

在步骤501中，在衬底上形成一定厚度的无机相变材料光刻胶层。

在步骤502中，按照设计所需的三维图形。

在步骤503中，根据三维图形设定激光器的位移方式(如图12所示的轨迹9)和开关状态。

在步骤504中，根据图案的宽度和深度设定位移过程中合适的激光器光功率、离焦量和脉冲时间，以满足适当的激光功率密度要求。

在步骤505中，对相变材料光刻胶层按照上述设定的位移方式、开光状态和形成适当激光功率密度的相关参数，进行曝光。

在步骤506中，曝光部分由非晶态转变为晶态，利用其两态在酸/碱刻蚀溶液中不同的刻蚀速率完成选择性刻蚀，在光刻胶层上形成所需的三维图形。

在步骤507中，利用刻蚀速率均匀的干法/湿法刻蚀，对无机相变材料光刻胶层和衬底材料进行刻蚀，将在光刻胶层上的三维图形转移到衬底上，

在步骤508中，利用仅能够去除相变材料的刻蚀液将其去除，完成去胶过程。

图7-图11是本方法制备三维微纳结构的过程结构图，首先在图7中衬底材料1上沉积相变材料(沉积态)2；利用设定好写入参数的激光对其进行曝光(即晶化处理)，曝光后，如图8所示在曝光区域形成局部的相变材料(晶化区域)3；如图9所示，利用酸性、碱性溶液对材料进行湿法刻蚀，去除光刻胶层(微纳材料层)中的相变材料(晶化区域)3，其中通过湿法刻蚀过程具体除掉的是相变材料(晶化区域)3还是相变材料(沉积态)2根据选用的不同溶液决定，不同的酸碱溶液对相变材料两态之间的正负选择性刻蚀不同，刻蚀选择比也不同；如图10所示，利用干法、湿法刻蚀方法，对相变材料(沉积态)2光刻胶层和材料衬底1同时进行刻蚀，该步骤中对刻蚀的要求在于此刻蚀方法能够同时刻蚀相变材料(沉积态)2和衬底材料1，并且刻蚀速率对相变材料的晶态和非晶态不敏感；刻蚀完成后，如图11所示，利用仅能够溶解相变材料(沉积态)2的溶液对其进行溶解，达到去胶过程。

图12为利用光源离焦的方法改变激光器光斑4(如图4所示)和相变材料(沉积态)2之间的相互作用面积，以完成对相变材料(晶化区域)3的宽度调制。当聚焦镜头工作在焦点时，其极限分辨率即聚焦光斑直径由以下公式决定：

其中D为聚焦光斑直径，λ为光源波长，NA为镜头数值孔径。当然由于此时聚焦透镜并非工作在焦距，因此和相变材料光刻胶层实际相互作用的光斑会大于在上述衍射极限光斑，其具体数值根据离焦量非线性变化。当两者相互作用面积增大之后，则需要相应的增大激光功率以弥补功率密度的降低，因此所用的激光器需要能够在较大范围内功率可调。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。