通过使用激光显微镜进行灰度掩模/非接触式三维表面轮廓测量对光掩模透镜阵列进行形状评价

1. 应用

灰阶掩模是一种技术，用于制造复杂形状微透镜的模具，或其他由高质量3D微结构组成的产品的模具。灰阶掩模用于实现3D图案化；将使用多层激光辐照保护剂涂层以产生3D图案（图1）。为进行质量控制，必须在辐照后测量保护剂的3D形状。由于3D图案易损坏，因此需要进行非接触式测量以验证其完整性。

2. 奥林巴斯的解决方案

奥林巴斯的LEXT 3D激光扫描显微镜可对灰阶掩模的凹凸形状进行非接触式三维成像，并且图像具有高分辨率和高对比度。得益于具有高数值孔径的物镜和可通过405 nm激光获得最高性能的光学系统，LEXT显微镜可以准确捕获不规则斜面的轮廓，从而产生可再现的可靠3D轮廓（图1）。除测量样品的形状外，用户还可以使用激光微分干涉来清晰地可视化微小的不规则目标。

凹面图案

物镜：50 倍 50 倍，1 倍变焦

物镜：50 倍 50 倍，1 倍变焦

物镜：100 倍 100 倍，1 倍变焦

凸面图案

物镜：50 倍 50 倍，1 倍变焦

物镜：50 倍 50 倍，1 倍变焦

物镜：100 倍 100 倍，1 倍变焦

图1. 使用LEXT显微镜成像凹凸面图案

图2. 使用灰阶掩模进行透镜制造流程。

步骤 1

1. 保护涂层
   
   将保护剂涂在玻璃上。
2. 绘图（激光辐照）
   
   用多尺度激光束辐照保护剂以产生正保护层。
   被辐照的区域将裸露在外并软化。
3. 浸泡在显影剂中
   
   显影保护层并剥离非必要区域。在此相态期间进行 3D 轮廓评估对于质量管理非常关键。

步骤 2

1. 电镀
   
   对保护剂进行电镀。
2. 蚀刻
   
   通过蚀刻来溶解保护剂，然后翻转镀层以完成原始模具（金属模具）。

步骤 3

1. 使用热压将薄膜粘合到金属模具上。
   
2. 印记
   
   从金属模具上剥离膜并翻转模具。
3. 树脂成型
   
   将树脂倒入薄膜。
4. 结束
   
   使树脂固化，并将其从薄膜模具中取出以完成镜头。