前言
常規(guī)紫外投影光刻機(jī)需要先制作掩模板,耗材成本高、制備周期長(zhǎng),很難滿足材料器件實(shí)驗(yàn)室對(duì)靈活性和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的要求。近年發(fā)展起來(lái)的無(wú)掩模光刻技術(shù)突破這一技術(shù)限制,實(shí)現(xiàn)任意形狀編程、全自動(dòng)高精度大尺度拼接的無(wú)掩模光刻,隨時(shí)將您的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的成品,大幅度減少研制測(cè)試周期,強(qiáng)有力地助攻微納器件制備工作。
概念
紫外投影光刻通過(guò)將特定形狀的光斑投射到器件表面涂敷的光刻膠上,光刻膠被輻照區(qū)域產(chǎn)生化學(xué)變化,在曝光、顯影后即可形成微米精度的圖樣;通過(guò)進(jìn)一步的刻蝕或蒸鍍,最終可在樣品表面形成所需要的結(jié)構(gòu)。作為材料、器件、微結(jié)構(gòu)與微器件常用的制備技術(shù),紫外投影光刻被廣泛用于維納結(jié)構(gòu)制備、半導(dǎo)體器件電極制備、太赫茲/毫米波器件制備、光學(xué)掩模版制備、PCB制造等應(yīng)用中。
先鋒科技代理品牌TuoTuo科技,其基于多年微納結(jié)構(gòu)制備經(jīng)驗(yàn),自主研發(fā)高均勻度紫外光源,高保真指引光路,高精度、大行程、大承載納米位移臺(tái)等核心技術(shù),結(jié)合高穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu)、自動(dòng)化和軟件設(shè)計(jì),推出全自動(dòng)高精度無(wú)掩模光刻機(jī)。
特性
此款無(wú)掩模步進(jìn)式UV光刻機(jī)實(shí)力強(qiáng)勁,優(yōu)勢(shì)明顯,主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面:
一、高分辨率
專有設(shè)計(jì)的投影光路確保亞微米的刻寫精度,典型值可以達(dá)到幾百納米;
圖1 樣例電極在5x - 100x顯微鏡下的圖樣
二、無(wú)掩模光刻,所見(jiàn)即所得
傳統(tǒng)的掩模板光刻需要針對(duì)特定形狀的器件制作專門的掩模;在器件研發(fā)的進(jìn)程中,不停地設(shè)計(jì)制作掩模板耗費(fèi)了大量的成本和時(shí)間。無(wú)掩模光刻技術(shù)無(wú)需掩模板,隨時(shí)可以按照需求刻寫任意圖案,非常適合實(shí)驗(yàn)室對(duì)光刻機(jī)的靈活、多樣、即時(shí)、便利的要求。
圖2 刻寫過(guò)程說(shuō)明
圖2為刻寫過(guò)程的簡(jiǎn)要說(shuō)明。樣品表面旋涂光刻膠后置入光刻機(jī),需刻寫圖案以位圖方式導(dǎo)入軟件。指引光在樣品的實(shí)時(shí)圖像表示即將刻寫的內(nèi)容,可通過(guò)軟件將圖像平移/縮放/旋轉(zhuǎn),以精確調(diào)節(jié)刻寫位置。經(jīng)過(guò)刻寫、顯影及后處理,即可獲得需要的微結(jié)構(gòu)。
圖3套刻功能
在已有結(jié)構(gòu)的樣品上增刻新的結(jié)構(gòu)通常稱為“套刻”;通過(guò)指引光可以方便的指引即將刻寫的位置,并可通過(guò)軟件進(jìn)行角度、尺寸等調(diào)整,調(diào)整完成后即可將新結(jié)構(gòu)精確的套刻至原結(jié)構(gòu)之上。
三、高精度拼接功能
圖4 拼接功能;右下圖為全幅待刻寫圖樣,左下圖為單次曝光區(qū)域
單次曝光能夠刻寫的區(qū)域受顯微物鏡視場(chǎng)限制,高分辨刻寫時(shí)刻寫區(qū)域較小。大區(qū)域、高分辨刻寫時(shí),系統(tǒng)通過(guò)樣品平移掃描的方式進(jìn)行拼接刻寫。
拼接刻寫完全是自動(dòng)化的,用戶只需要導(dǎo)入所需要的圖形即可。可使用軟件對(duì)圖形進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作,以實(shí)現(xiàn)理想的定位和尺寸。
拼接所采用的高精度平移臺(tái)保證±100nm的絕對(duì)定位精度,確保亞微米尺度光刻的無(wú)縫過(guò)渡。最大拼接尺寸可達(dá)200mm。
無(wú)掩模光刻系統(tǒng)的圖樣可以實(shí)時(shí)調(diào)整,所以拼刻的圖形可以是任意形狀的而不限于周期圖樣。
除此之外,無(wú)掩模步進(jìn)式UV光刻機(jī)還具有如下高級(jí)功能:
電動(dòng)Z軸平移及自動(dòng)對(duì)焦:可方便用戶對(duì)焦,并實(shí)現(xiàn)對(duì)表面凹凸、傾斜樣品的準(zhǔn)確刻寫;
環(huán)境防護(hù):標(biāo)配UV防護(hù)功能;標(biāo)配機(jī)箱除濕功能,確保長(zhǎng)時(shí)間自動(dòng)光刻時(shí)樣品不受濕度變化影響;
灰度刻寫功能:支持對(duì)指定區(qū)域的曝光量進(jìn)行設(shè)定,實(shí)現(xiàn)灰度刻寫;
訂制手套箱兼容的光刻系統(tǒng),樣品自旋涂-曝光-顯影-后處理均在手套箱內(nèi)完成,適用于對(duì)氧氣敏感的樣品;
圖5 已交互客戶的手套箱內(nèi)UV光刻系統(tǒng)示意圖
技術(shù)支持與試樣、試用
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