激光直寫無掩膜光刻機(jī)在3D灰度曝光的應(yīng)用
更新時(shí)間:2022-12-12 點(diǎn)擊次數(shù):655
激光直寫無掩膜光刻機(jī)是一種利用圖形化DMD微鏡矩陣控制的直寫曝光光刻設(shè)備。該設(shè)備可以在無需曝光掩膜版的條件下,根據(jù)用戶研究需要,直接在光刻膠樣品表面上照射得到含有3D灰度信息的曝光圖案,為微流控、MEMS、半導(dǎo)體、自旋電子學(xué)等研究領(lǐng)域提供方便高效的微加工方案。
此外,它還具備結(jié)構(gòu)緊湊(70cm×70cm×70cm)、高直寫速度,高分辨率(XY~0.6μm)的特點(diǎn)。采用集成化設(shè)計(jì),全自動(dòng)控制,可靠性高,操作簡(jiǎn)便。目前在國(guó)內(nèi)擁有包括清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、南京大學(xué)等100余家應(yīng)用單位,受到廣泛的認(rèn)可和好評(píng)。
結(jié)合直寫曝光原理,通過軟件后臺(tái)控制DMD微鏡矩陣的開合時(shí)間,或結(jié)合樣品表面的曝光深度,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)0-255階像素級(jí)3D灰度直寫。為上述相關(guān)研究領(lǐng)域內(nèi)的3D線性灰度結(jié)構(gòu)應(yīng)用提供了便捷有效的實(shí)驗(yàn)方案。
利用激光直寫無掩膜光刻機(jī)在光刻膠樣品表面上實(shí)現(xiàn)的3D灰度直寫曝光結(jié)果,其中左上、左下為灰度設(shè)計(jì)原圖,右上、右下為對(duì)應(yīng)灰度曝光結(jié)果,右上蓮花圖案實(shí)際曝光面積為380×380um,右下山水畫圖案實(shí)際曝光面積為500×500μm
利用無掩膜光刻機(jī)的灰度直寫技術(shù)在硅基表面實(shí)現(xiàn)一系列高質(zhì)量的3D灰度圖形轉(zhuǎn)移,研究人員通過調(diào)整激光直寫聚焦深度以及優(yōu)化離子刻蝕工藝,獲得具有良好側(cè)壁平滑特征的任意3D灰度結(jié)構(gòu),其側(cè)壁的表面粗糙度低于3nm,相較此前報(bào)道的其他方式所獲得的3D灰度結(jié)構(gòu),表面平滑性表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。
利用激光直寫曝光技術(shù),不僅可以直接制備任意形狀的硅基微納灰度結(jié)構(gòu),而且可以將制備的3D結(jié)構(gòu)作為模具、電鍍模板或犧牲層來應(yīng)用在其他材料上,如聚合物、金屬或玻璃等。這種直觀化的激光直寫技術(shù)在諸多維納器件研究領(lǐng)域中表現(xiàn)出顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和開發(fā)前景。