最新发表在《光:先进制造》上的一篇新论文中,德国汉诺威莱布尼茨大学明升体育app家开发了一种低成本且用户友好的制造技术——基于UV—LED的显微镜投影光刻(MPP),能在几秒钟内以快速高分辨率制造光学元件。这种方法能在紫外光照射下,将光掩模上的结构图案转移到光刻胶涂层的基板上。
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A:采用基于UV—LED的显微镜投影光刻系统的草图;B:工艺链示意图,包括从结构设计到最终投影光刻的步骤;C:使用MPP制造的高分辨率光栅;D:通过MPP实现的低于200纳米的特征尺寸。上部和下部所示的线条分别使用昂贵的物镜和经济物镜制造。图片来源:《光:先进制造》
集成的光信号想要实现多种功能,都离不开基本光学元件的小型化,例如波导、分路器、光栅和光开关。这也意味着需要一种能实现高分辨率制造的方法。
目前已存在几种用于亚波长高分辨率制造的技术,例如直接激光写入、多光子光刻、电子束光刻、离子束光刻和多米诺骨牌光刻,然而,这些技术均成本高昂、复杂且耗时。纳米压印光刻虽然非常适合高分辨率与高效制,但是它同时也需要高质量的“母机”。
此次的MPP系统,基于标准的光学和光机械元件,研究团队使用波长为365纳米的极低成本UV—LED代替汞灯或激光作为光源。
团队开发了一种工艺来获得MPP所需的结构图案化铬掩模。它包括结构设计、在透明箔上印刷以及将图案转移到铬光掩模上。他们还建立了用于制备光掩模的光刻装置。这种设置和随后的湿法蚀刻工艺,可将印刷在透明箔上的结构图案转移到铬光掩模上。
MPP系统可制造出特征尺寸(半导体器件中的最小尺寸)低至85纳米的高分辨率光学元件。这与更昂贵和更复杂的制造方法(如多光子和电子束光刻)的分辨率相当。MPP还可用于制造微流控器件、生物传感器和其他光学器件。
这种制造方法被视为光刻领域的重大进步,可用于光学元件的快速和高分辨率结构。它特别适用于需要快速原型制作和低成本制造的应用。例如,它可用于开发生物明升手机版研究的新型光学器件,或用于消费电子的新型微机电系统器件原型设计。
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