CN1821883A - 对光滑表面进行微米结构光刻蚀的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对光滑表面进行光刻蚀的方法，采用大功率激光器作为光源，将激光束准直成平行光，经过光阑及透镜后，由分束元件产生分束光束，再会聚到材料表面，形成均匀干涉条纹光场，在光滑表面材料上进行超过材料损伤阈值的光蚀实现图像制作，其特征在于：所述光源采用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频或四倍频，所述光阑为可调矩形光阑，在同一位置进行单次脉冲加工，控制激光器的功率，使得在干涉条纹的光强相长处材料发生气化，在材料表面形成条纹结构。并以此制作方法实现微米级条纹高速激光光蚀系统，从而使得激光微米级光栅图像的加工进入真正意义上的工业化应用阶段，是一种微米级结构的先进制造技术。

Description

对光滑表面进行微米结构光刻蚀的方法及装置

                          技术领域

本发明涉及硬质光滑表面的加工，尤其是采用激光刻蚀在光滑表面形成微米级光栅图像的方法，以及实现这种方法的高速激光光刻蚀装置。

                          背景技术

为适应21世纪高新技术的产业化、满足微观制造的需要，研究和开发高性能先进激光加工技术势在必行。作为激光加工的一个分支，激光微加工在过去十年被广泛关注，作为微电子集成工艺中的单元微加工技术之一，现已形成固定模式并投入规模化生产中。激光波长从远红外到X射线的很宽波段范围，目前主要应用于微电子、微机械和微光学加工三大领域。由于更加有效的激光源不断涌现，比如具有非常高峰值功率和超短脉冲固体激光的出现，加上更为精确、高速的数控操作平台，激光微加工尺寸可达几个到几百微米，激光脉冲的宽度在飞秒(fs)到纳秒(ns)之间。

随着激光微加工技术的发展和成熟，其应用领域不断扩大。在微电子加工中，半导体层的穿孔、寄存器的剪切和电路修复都用到激光微加工技术，在激光图像材料应用领域，需要微米及亚微米结构的大幅面衍射光栅组成的图像。除此之外，能突显其优势的领域还有精密光学仪器的制造、高密度信息的写入存储、生物细胞组织的医疗等。

目前，在激光加工领域中，较多地采用高功率密度、高光束质量的二极管泵浦固态激光器(DPSSL)，如Nd:YAG激光器(输出波长1060nm，重复脉冲频率50kHz)，Nd:YFL激光器(输出波长1053nm，重复脉冲频率15kHz)，这类激光器平均功率均可达50W，光束脉宽～20ns，经过倍频处理后，平均功率可达25W，主要进行激光的刻划、打孔、打标等加工。

现有的激光加工方式是：采用单光束激光聚焦形成加工光束，其光斑为多横模结构，通过高重复频率的脉冲工作(～20kHz)方式，扫描时采用矢量化方式在同一加工位置上形成多次重复的激光脉冲加工。

这种加工方式存在的问题是：

(1)为了获得高能量密度光点，主要靠单光束聚焦形成高能量密度，波长1060nm、532nm脉冲激光在对材料(如金属)表面加工时，材料对光的吸收率低，热效应非常明显，在加工时通过在局部产生高温来烧蚀材料，大量的光能被转变成热能，形成陨石坑效应；由此，一般最小光点在30-50μm左右，不能聚焦成更细的光束，加工精度有限。

(2)为了得到高平均功率的激光输出，采用的激光光束是多横模光斑，光斑质量差(M²＜10)，光束相干长度极短，不能形成光束干涉、因此，多模激光束不能打出高质量的微米级线条(条纹)。

(3)为了得到更深的加工效果，采用高重复频率脉冲工作(～20kHz)方式，扫描时采用矢量化方式，在同一加工位置上(光点处)形成多次重复的激光脉冲加工。一般采用Nd:YAG，Nd:YOV4激光器，重复频率可达50kHz，工作频率可达5kHz～30kHz。这种加工方式，材料对首脉冲激光的吸收率低，但对后继的脉冲的能量吸收增高，有利于进行更深的加工。但是缺点是，容易形成陨石坑效应。

我们知道，通常微米及亚微米精细结构的制作均须采用光刻工艺，如采用集成电路制作中的光阻剂(photo-resist)进行感光记录。一方面，采用光刻工艺后，通常还要用金属铸模等方式进行转移加工，增加了工艺成本；另一方面，在许多工业应用上，光刻工艺是不适合的。如果能够在金属表面直接加工出微米级光栅条纹，将在许多工业应用场合有重要作用，例如，微米级图像金属模具加工。事实上，如果能够在材料的表面直接形成微米级的结构，是一件非常有意义的工作。

针对上述背景，发明人考虑将干涉型光学头产生条纹光点的方式引入到激光微加工中，先将激光分束成两束光，使两束激光束有一定的夹角(如20度左右)，再将两光束合束，聚焦在加工材料的表面，这样，在加工材料表面，相交光场形成干涉条纹，条纹周期约1微米左右，当光束能量超过材料损伤阈值时，在材料表面将形成微米级线条(光栅)的光蚀效应。

但是，在进行微米级光栅的光刻蚀时，遇到下列难点：

1、干涉光点的产生。为了保证两束光能够形成干涉效应，需要提供满足下述要求的激光束：单横模(TEM₀₀)、光斑质量M²＜1.1、线偏振(100∶1)、并且需要控制光束脉冲频率，通过电流调整控制光束能量。目前用于激光微加工的激光束无法满足上述要求。

2、光点内光强的均匀性。一方面TEM₀₀模可提高光的干涉特性，但是，单横模光束是高斯型的，中央光强高、边缘光强低，在光点内非常不利于获得均匀光刻蚀。对于1微米周期的干涉条纹，线条的宽度仅仅0.5微米，加工时，需要的刻蚀深度在0.15-0.20微米之间，这样，根据加工要求，光点内的干涉条纹的光强分布必须非常均匀。

3、由于激光加工时的热效应，目前普遍采用的多脉冲连续的激光加工方式，会产生“陨石坑”效应，无法适应微米级光栅光刻蚀的要求。

                          发明内容

本发明目的是提供一种能够进行微米级条纹的激光加工的方法，用于在工件的光滑表面上直接光蚀出微米级光栅图像。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述方法的进行光刻蚀的装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种对光滑表面进行光刻蚀的方法，采用大功率激光器作为光源，将激光束准直成平行光，经过光阑及透镜后，由分束元件产生分束光束，再会聚到材料表面，形成均匀干涉条纹光场，在光滑表面材料上进行超过材料损伤阈值的光蚀实现图像制作，所述光源采用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器(DPSSL)的三倍频或四倍频，所述光阑为可调矩形光阑，所述干涉条纹光场位于材料表面的矩形光点内，采用计算机输出TTL信号控制激光脉冲的输出，在同一位置进行单次脉冲加工，控制激光器的功率，使得在干涉条纹的光强相长处材料发生气化，在材料表面形成条纹结构。

上述技术方案中，对于反射型材料，控制激光器的功率，使得刻蚀深度h在0.1-0.25微米之间。

对于透射型材料，控制激光器的功率，使得刻蚀深度h在0.4-0.6微米之间。

一种对光滑表面进行光刻蚀的装置，包括干涉型光学头、运动平台和控制系统，所述干涉型光学头由光源、光束整形系统和干涉系统构成，光源发出的激光经光束整形系统整形后由干涉系统进行分光干涉，干涉型光学头和运动平台可以作X、Y两维相对运动，所述光源由紫外激光光源、准直镜组和接受TTL信号的电源组成，其中，紫外激光光源采用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频或四倍频，所述光束整形系统包括可调矩形光阑和透镜组，所述干涉系统包括分束元件、成像透镜组，所述控制系统中包括有TTL信号发生装置。

上述技术方案中，所述的分束元件用于将激光分成两束光，可以采用的方案包括：

所述的分束元件采用两组直角棱镜胶合而成，其中一面镀半透半反多层介质膜，采用两个直角棱镜作为全内反射元件，形成平行光，经过透镜组成像，在记录材料表面上形成干涉条纹。通过调整棱镜间的距离，可以实现零光程差。同步调整棱镜间的距离，可以改变透镜聚焦后形成的干涉光的夹角，达到改变光点内干涉条纹间距的目的。上述分束元件光能利用率在80％左右。

或者，所述的分束元件由位相光栅组构成，光栅周期的变化范围为1微米-10微米，基片为熔融石英，光栅槽形是矩形分布，槽型深度控制在λ/[2(n-1)])，λ为使用的紫外波长，n是基片的光学折射率。这样，±1级光总能量可达81％。

与通常的激光微加工采用单光束方式不同，本发明采用双光束干涉方式，选用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频或四倍频作为光源，光束满足产生干涉效应的要求。

同时，采用在同一个位置仅进行单次脉冲加工的方式，激光脉冲由计算机TTL信号控制，当计算机发出脉冲信号指令时，激光器发出脉冲激光束，保证不在同一位置形成两次加工。一方面，单次脉冲加工将减少激光加工的热效应，避免“陨石坑”效应。更主要的原因是，对于1微米周期的干涉条纹，线条的宽度仅仅0.5微米，如果在同一个位置采用多脉冲加工，由于环境的振动远超过0.5微米范围，任何多次脉冲时间内的干涉条纹位置是不重复的，因此，任何多次连续脉冲的加工将不能保证干涉条纹不变或者对准，如果在加工时，亮暗线条的位移刚好等于d/2，则在材料上完全不能形成条纹的加工。最终将会使干涉条纹的质量严重下降或者平滑化。

通常的激光加工(打标、刻划、打孔)深度较深(＞0.1mm)。这样的加工深度是不能进行微米级干涉条纹加工的，过深的激光加工反而降低微米级条纹的衍射效果。本发明要求的微米级干涉条纹的刻蚀的实际深度控制在可见光波长的四分之一左右，即0.1-0.25微米之间，加工表面应该是光滑表面或者镜面。因此，微米级激光加工既要实现材料表面的损伤、同时又要控制脉冲激光的能量密度，使得加工的深度符合上述要求。

单脉冲加工方式的优点是热效应更低，有利于微米级条纹的加工。为了在最终生产的材料上得到最佳干涉条纹的衍射效率(亮度)，刻蚀深度h一般应满足，反射型材料：h＝λ/4(，λ为使用光的波长)，一般h控制在0.1-0.25微米之间；透射型材料：h＝λ/[2(n-1)])(n是材料的折射率)，一般h控制在0.5微米左右。相比于普通激光加工的深度，上述刻蚀的深度是很低的。

本发明中，采用由光束整形系统构成的激光整形光路，获得比较光强均匀的干涉光点，有利于高质量的微米级条纹的加工。

“光栅图像”是指由单元光栅构成的图像，如附图1所示的光栅图像的示意图，相同取向和空频的单元光栅排列成一个或多个正方形，整个图像由多个该类正方形组合而成。当改变观察位置时，将可以观察到方框线发生伸缩变化。

光束整形系统，通常可以由光阑、石英物镜、反射镜和石英成像透镜组成，其中石英物镜与成像透镜组构成4F系统，物镜的焦距大于透镜组的焦距，最终在工件表面上形成光阑的缩小像。

通过光束整型，光阑档掉部分边缘光束，工件表面的光点内的光强比较均匀，有利于微米级干涉条纹的均匀光刻蚀。

微米级光栅激光光蚀系统通过激光干涉光学头在平台上的运动来实现图像刻蚀的，X方向是干涉光学头，Y方向的运动可以是平台或者是滚筒方式。也可采用高速振镜和F-theta镜，在一个有效面积内通过光束扫描实现光栅图像刻蚀，然后，通过X-Y两维运动，达到实现大面积光蚀的目的。

以在金属铬表面进行光刻蚀为例，说明如下。铬的特点是：硬度高、耐磨损，容易加工成镜面，但是，铬的激光损伤阈值较高，需要的激光束的能力密度较高。考虑到光路的能量损失以及光斑的调整，激光束(如脉冲宽度20ns或更低)在金属材料表面的能量密度应＞2J/cm²，一般地，激光器(351nm-355nm)的平均功率输出＞3W@1kHz，以保证单次脉冲的加工效果。同时，紫外激光波长加工的热效应小，有利于在吸收率较高的材料上实现微米级条纹的加工。

1、激光束的能量要求：金属铬在355nm下的反射率理论上在20％左右，实际反射率为小于15％，因此，在Cr上直接光蚀加工的热效应是很低的。实验表明，激光束的能量达到＞0.5mJ时，脉冲宽度20ns，聚焦到160微米光点，可刻蚀Cr，这时，在材料Cd表面的能量密度约1.95J/cm²。考虑到光路的能量损失以及光斑的调整，激光束(如脉冲宽度20ns或更低)在材料表面的能量密度应＞2J/cm²。

2、运行速度与激光脉冲宽度要求：为支持高速光刻蚀：脉冲宽度越快越好，如DPSSL的脉冲输出约20ns，在单脉冲光刻蚀加工期间，以运动距离以小于1/8干涉条纹周期的作为条纹稳定光刻蚀的判据，工件以小于6m/s速度运行，则光蚀干涉条纹的衍射效率不受运动方式的影响。这样，系统以逐行扫描的方式连续不停顿运行，由计算机输出数据控制信号进行脉冲曝光，每次的刻蚀光点位置不重叠。控制脉冲的输出频率，可以控制光刻蚀干涉条纹光点之间的距离。

我们可以判断一下上述方案能够支持的加工速度。设干涉光点的条纹取向垂直于运动方向，激光脉冲宽度为p，光点与材料的相对运动速度为v，理论上，光点内干涉条纹是一组间距相等的亮暗线条，一个亮条纹和一个暗条纹组成一个条纹周期d，如果在加工时，亮暗线条的位移刚好等于d/2，则在材料上完全不能形成条纹的加工。一般地，干涉条纹位移应满足＜1/8周期的要求，这样，v应该为，

v≤d/(8p)

如果d＝1μm，p＝20ns，则v≤6.25m/s。由于在DPSSL中采用了Q调制开关和TTL接口，通过计算机发出的TTL控制信号，控制激光器脉冲的输出。这样，系统连续运行、连续单脉冲输入的光蚀控制方式，每个刻蚀点对应一个光脉冲，光点的尺寸s、脉冲频率f和系统地运行速度v相互匹配，光点之间不重叠，即满足，

f＝v/s

以上述方式，我们来计算一下在不同分辨率、不同运行速度下，系统光刻蚀直写的光栅图像的时间：如光点尺寸为80μm(相当于317dpi的图像分辨率)，对于滚筒转动(周长610mm×800mm)，转动速度0.5r/s，317dpi光脉冲频率为3.8kHz，光刻蚀速度时间约5.6h。对于平台运动，考虑到干涉光学头具有一定重量，采用直性电机(1inear motor)，其运行速度可做到＞0.25m/s，这样，光刻蚀直写610mm×800mm面积的时间约7个小时，保证光嗲不重迭的脉冲频率为3kHz。在上述频率下工作，激光的脉冲能量不会有明显下降。

3、机械精度要求：垂直于干涉光束的振动将导致两光束的重叠区域下降。一般地，允许在干涉时两个单光束点的不重叠部分不能大于30％，这样，如分束元件在351nm下分束交角为20度，351nm紫外光允许机械振动的幅度±34微米，类似地，263nm允许机械振动幅度为±39微米。更短的紫外波长更有利于支持系统的高速运行。

对于在小幅面材料上光蚀，可采用固定干涉光学头方案，对于在大幅面材料上光蚀，激光光源与干涉光学头一起作为一维运动(X方向)、另一维平台或者滚筒(Y方向)。如采用在滚筒方式，当滚筒旋转时，干涉光学头沿着滚筒的轴向运动，如果滚筒表面镀有薄膜层(金属层)，当干涉条纹的功率密度高于金属表面的损伤阈值时，将在滚筒表面形成微米级的光栅结构。如采用平台结构，各种平面工件置于平台上，当激光功率密度高于工件材料表面的损伤域值时，工件表面形成光栅结构。

4、高能量阈值材料：采用石英材料制成的干涉分光元件和透镜有利于使用更大平均功率的激光束。

5、DPSSL的平均工作寿命＞10,000小时，具有很高的性能价格比。

6、DPSSL的能量输出可调整，光蚀量是通过电流的大小来调节的，激光的脉冲宽度保持不变，有利于精密控制刻蚀量，同时不影响干涉条纹的质量和系统的运行速度。DPSSL光源的体积较小，系统采用光学头与平台移动分离方式，降低了整个光刻蚀系统中运动平台的面积，有利于高精度运动控制平台的制造。

从上述说明可知，DPSSL光蚀系统不仅可高速运行，而且实现了微米级结构光栅图像的制作。本发明提供了一种更好的、便捷的光栅图像的制作方法，为激光微细加工领域的重大技术突破。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明采用了紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器，能够保证两束光形成干涉效应，并可以通过TTL信号控制光束脉冲频率，通过电流调整控制光束能量，使得微米级的光刻蚀成为可能。

2.本发明通过光学整形系统的设置，特别是设置了可调的矩形光阑，使得光点内的光强比较均匀，能够满足微米级加工的要求。

3.本发明通过控制系统对TTL信号的控制，保证了在同一位置只进行一次光刻，从而避免了“陨石坑”效应的产生。

                       附图说明

附图1为本发明实施例一中通过光束整形后的矩形光点刻蚀的光栅图像示意图。

附图2为本发明实施例一中光蚀系统的结构示意图；

附图3为本发明实施例二中光蚀系统的结构示意图；

附图4为本发明实施例一、例二中光刻蚀系统的运行方式(点阵彩虹光栅)的示意图；

附图5为本发明实施例一、例二中光刻蚀系统的改变条纹取向的运行方式(光柱效果)的示意图；

附图6为本发明实施例三中滚筒式光刻蚀系统的结构示意图；

附图7为本发明实施例七中采用振镜系统的结构示意图；

其中：[1]、带TTL信号处理的激光光源；[2]、扩束准直镜；[3]、可变光阑；[4]、石英透镜；[5]、反射镜；[6]、半透半反分束器；[7]、棱镜反射镜；[8]、石英透镜组；[9]、高速转台；[10]、高速运动系统；[11]、记录材料；[12]、工作平台；[13]、包括TTL与功率控制的电源；[14]、[15]、高速运动控制系统；[16]、计算机和相关软件；[17]、石英透镜；[18]、石英位相光栅；[19]、滚筒；[20]、高速振镜；[21]、F-theta透镜。

                        具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图2所示，一种光栅图像的制作方法，将图像分布转换成脉冲控制信号，根据其中单元光栅的取向和空频，同时进行干涉光学头、平台运动、光栅高速旋转和光脉冲输入、逐行迂回在记录材料上连续曝光，曝光时平台、光学头、分束元件无需暂停，直至完成整个图像的制作。运行方式参见附图4。

实现上述方法的激光光刻直写系统，包括由具有TTL信号接口的紫外光输出的DPSSL激光光源1、扩束准直镜2、可变光阑3、石英透镜4(物镜)、反射镜5和石英透镜组8共同组成4F系统，对矩形光阑在记录材料11表面成一个缩小像。由于分束元件的位置与最终光点的形状无关，所以，分束元件尽量靠近透镜4，以使在半透半反分束器6上的光束比较大。分束后由两棱镜反射镜7反射，经成像透镜组8，将分束后的平行光会聚在记录材料11上。

上述由激光光源、分束元件、成像系统构成的干涉型光学头，装配在水平运动(X方向)的高速运动系统10上，记录材料11放置在工作平台12(Y方向运动)上，还设有包括TTL与功率控制的电源13、运动系统控制系统14、15和计算机及相关软件16。所述可变光阑可将光束变成矩形，所述分束元件(6、7构成)放置在高速转台9上，高速转台9可以转动，所述记录材料11放置在工作平台12上并位于分束后成像系统的焦面上；

本实施例中，相交光点大小可在5-160微米之间改变，相交光点的形状可以是圆点、矩形，相交光夹角可以在10°至25°之间改变，记录材料11是对紫外光有较强的吸收谱的金属或聚合材料，调整光的输出能量使得最终在材料上的光束能量密度高于材料的损伤阈值。

实施例二：参见附图3所示，一种用于制作光栅图像的光蚀系统，包括由激光光源1、扩束器与准直镜2、可变矩形光阑3、光束整形系统4，5，17(透镜f1，f2与光阑构成缩微功能的4F系统)、分束系统(包括分束元件石英位相光栅18、成像透镜组8、高速转台9)，上述由光源、光束整形系统、分束系统构成的干涉型光学头，装配在水平运动(X方向)的系统10上，记录材料11的放置在工作平台12(Y方向运动)以及包括TTL与功率控制的电源13、运动系统控制系统14、15和计算机16。

所述光源1可以是紫外输出脉冲激光光源；所述的矩形光阑可以调节。所述分光元件放置在转台上，转台可以转动来选择不同条纹周期的位相光栅，从而改变光的干涉角度；所述记录材料11放置在工作平台12上并位于干涉光束的焦面上；所述的光束整形系统包括可调矩形光阑3、透镜4、反射镜5和透镜6，所述的分束干涉系统将位相光栅的衍射光会聚在记录材料11上。本实施例中，相交光点尺寸20-160微米。

实施例三：一种光栅图像的制作方法，先将图像按干涉条纹的取向分解成不同的子图像，分别对各子图像进行连续运行曝光，在子图像曝光期间，光学头中的分束元件无需旋转，仅在进行子图像切换时旋转分束元件，这种制作方式避免了连续运行期间大角度的旋转，改进了光刻蚀运行的连续性和光栅图像的制作质量。参见附图5。

本实施例的光刻蚀系统，总体结构与实施例一相同。

实施例四：参见附图6所示，一种用于制作光栅图像的光蚀系统，包括由激光光源1、扩束器与准直镜2、光束整形系统3、4，5，17(透镜f1，f2与可变光阑构成缩微功能的4F系统)、分束成像系统组成的光路系统(包括分束元件18、成像透镜组8、旋转机构9)，上述由光源、光束整形系统、分束成像系统构成的干涉性光学头，装配在水平运动(X方向)的系统10上，滚筒19(Y方向运动)以及包括TTL与功率控制的电源12、运动系统控制系统13计算机14。

所述光源1可以是紫外输出脉冲激光光源；所述分光元件7放置在转台9上，转台9可以转动来选择不同的位相光栅，从而改变光的干涉角度；所述滚筒19表面位于干涉性光学头的焦面上；所述的光束整形系统包括光阑3、透镜4、反射镜5和透镜6，所述的干涉性光学头将衍射光会聚在滚筒19表面上。本实施例中，在相交光点大小约10-160微米。

本实施例的光刻蚀系统，总体结构与实施例二相同。

实施例五：在实施例二的基础上，将可变光阑开到最小，分束元件旋转到空白处，激光束不分光，直接透过成像透镜组，将记录材料上的光点聚焦到1-5微米左右，提高脉冲激光的重复频率，系统能进行两维矢量化图形直写，上述系统变成单光束的精密激光直写系统，可进行精密电路板、掩模版的光刻蚀。本实施例的光蚀系统，总体结构与实施例一相同，石英透镜f3采用更短焦距(高数值孔径的显微物镜)。

实施例六：一种改进的光栅图像的光蚀制作方法，在附图3中的透镜组8的中间插入高速振镜，参见附图7所示，高速振镜的扫描速度可达1-7m/s，通过振镜的扫描，在局部区域形成光栅刻蚀，刻蚀完成一个局部区域后，由平台运行到下一个局部区域，平台的作用主要是将局部区域形成光栅图像连接在一起，这样，对于平台的高速性能的要求大大降低，可以提高系统的性价比，减少系统的运行时间。如果采用80微米的干涉光点，考虑到分束元件的转动所需的时间，实际光刻蚀610mm×800mm的光栅图像的时间在3-12小时左右。

本实施例中，相交光点大小可在5-160微米之间改变，相交光点的形状可以是圆点、矩形，相交光夹角可以在10°至20°之间改变，材料11可以是对近紫外有较强的吸收谱的金属层或聚合材料。

Claims (6)

1.一种对光滑表面进行微米结构光刻蚀的方法，采用大功率激光器作为光源，将激光束准直成平行光，经过光阑及透镜后，由分束元件产生分束光束，再会聚到材料表面，形成均匀干涉条纹光场，在光滑表面材料上进行超过材料损伤阈值的光蚀实现图像制作，其特征在于：所述光源采用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频或四倍频，所述光阑为可调矩形光阑，所述干涉条纹光场位于材料表面的矩形光点内，采用计算机输出TTL信号控制激光脉冲的输出，在同一位置进行单次脉冲加工，控制激光器的功率，使得在干涉条纹的光强相长处材料发生气化，在材料表面形成条纹结构。

2.根据权利要求1所述的光刻蚀的方法，其特征在于：对于反射型材料，控制激光器的功率，使得刻蚀深度h在0.1-0.25微米之间。

3.根据权利要求1所述的光刻蚀的方法，其特征在于：对于透射型材料，控制激光器的功率，使得刻蚀深度h在0.4-0.6微米之间。

4.一种对光滑表面进行微米结构光刻蚀的装置，包括干涉型光学头、运动平台和控制系统，所述干涉型光学头由光源、光束整形系统和干涉系统构成，光源发出的激光经光束整形系统整形后由干涉系统进行分光干涉，干涉型光学头和运动平台可以作X、Y两维相对运动，其特征在于：所述光源由紫外激光光源、准直镜组和接受TTL信号的电源组成，其中，紫外激光光源采用紫外光输出的大功率二极管泵浦的固态激光器的三倍频或四倍频，所述光束整形系统包括可调矩形光阑和透镜组，所述干涉系统包括分束元件、成像透镜组，所述控制系统中包括有TTL信号发生装置。

5.根据权利要求4所述的光刻蚀的装置，其特征在于：所述的分束元件采用两组直角棱镜胶合而成，其中一面镀半透半反多层介质膜，采用两个直角棱镜作为全内反射元件，形成平行光，经过透镜组成像，在记录材料表面上形成干涉条纹。

6.根据权利要求4所述的光刻蚀的装置，其特征在于：所述的分束元件由位相光栅组构成，光栅周期的变化范围为1微米-10微米，基片为熔融石英，光栅槽形是矩形分布，槽型深度控制在λ/[2(n-1)])，λ为使用的紫外波长，n是基片的光学折射率。

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