用于高分辨率制造的低成本顯微鏡投影光刻系統
集成光信號分配、處理和傳感網絡需要基本光學元件的小型化,例如波導、分路器、光柵和光開關。為了實現這一目標,需要允許高分辨率制造的制造方法。彎曲元件和環形諧振器等彎曲元件的制造尤其具有挑戰性,因為它們需要更高的分辨率和更低的側壁粗糙度。此外,必須精確控制絕對結構尺寸的制造技術。
已經開發了幾種用于亞波長高分辨率制造的技術,例如直接激光寫入、多光子光刻、電子束光刻、離子束光刻和多米諾光刻。然而,這些技術成本高昂、復雜且耗時。納米壓印光刻是一種新興的復制技術,非常適合高分辨率和高效的制造。然而,它需要高質量的母版印模,通常使用電子束光刻技術來制作。
在《光:先進制造》上發表的一篇新論文中,科學家 Dr.-Ing。雷鄭等人。來自漢諾威萊布尼茨大學的團隊開發了一種低成本且用戶友好的制造技術,稱為基于 UV-LED 的顯微鏡投影光刻 (MPP),可在幾秒鐘內快速高分辨率地制造光學元件。這種方法在紫外線照射下將光掩模上的結構圖案轉移到涂有光刻膠的基板上。
MPP 系統基于標準光學和光機械元件。使用波長為 365 nm 的極低成本 UV-LED 作為光源,而不是汞燈或激光。
研究人員開發了一種前期工藝來獲得 MPP 所需的結構圖案化鉻掩模。它包括結構設計、透明箔上的印刷以及將圖案轉移到鉻光掩模上。他們還建立了用于制備光掩模的光刻裝置。通過這種設置和隨后的濕法蝕刻工藝,印刷在透明箔上的結構圖案可以轉移到鉻光掩模上。
MPP 系統可以制造特征尺寸小至 85 nm 的高分辨率光學元件。這與更昂貴和復雜的制造方法(例如多光子和電子束光刻)的分辨率相當。MPP 可用于制造微流體裝置、生物傳感器和其他光學裝置。
研究人員開發的這種制造方法是光刻領域的一項重大進步,可用于快速、高分辨率地構造光學元件。它特別適合快速原型制作和低成本制造很重要的應用。例如,它可用于開發用于生物醫學研究的新型光學設備或用于消費電子應用的新型 MEMS 設備原型。
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