光胶做挡光层的紫外光刻掩膜用于高聚物芯片表面选择性光化学改性

紫外光谱研究表明,AZ正性光胶当厚度大于10μm时,在200～285nm的紫外光区几乎不透光。本研究据此研制了一种以固化后的AZ光胶做挡光层、石英玻璃做底板的紫外光刻掩膜。应用AZ光胶掩膜对聚碳酸酯(PC)表面进行以低压汞灯(主要辐射254nm紫外光)为光源的选择性光化学改性,在光照区域形成化学镀所需的催化中心后,采用化学镀技术,在PC毛细管电泳芯片上制备安培检测用的集成化金微电极。本掩膜材料简单,制作方便,无须洁净实验室和贵重的设备,成本低廉。

基于晶圆键合工艺的光刻掩膜版排版方法

晶圆-晶圆键合技术突破了传统晶圆平面工艺,但键合晶圆的光刻对准图形及其他辅助图形有特殊的位置摆放和形貌绘制要求,而传统方法进行光刻掩膜版排版费时费力且极易出错。针对该技术挑战,提出一种与传统排版方式不同的整体翻转式排版方法:在面对面晶圆-晶圆(两片)产品排版中,通过“替换-翻转”过程,可以快速有效地一次性解决辅助图形单元形貌和位置的对应翻转,大幅度减少键合产品排版的工作量,降低错误率,有效地缩短产品导入时间周期。

掩膜光刻法制备柔性抗蚀电子纸微杯及其性能表征

采用液相光刻法,以光聚合材料体系制备了高性能电子纸微杯,研究了所用材料结构与性能的关系,并对其性能进行表征.采用丙烯酸酯材料,以含羧酸的低聚物交联所得的网状结构为抗蚀单元,以聚酯、聚氨酯、异冰片酯单元等为柔性附着力促进单元,通过掩膜光刻法制得微杯结构.经测定该结构在100℃下对四氯乙烯强溶剂抗蚀气密性好,铅笔硬度为3H,卷曲直径为2～3mm,对导电聚酯基材T剥离强度(均值)达0.50N/mm,划格附着力达0级,适用于玻璃、聚酯基材上四氯乙烯为电泳介质的微杯电泳显示.

基于数字微镜器件的无掩膜光刻技术进展

基于空间光调制器的无掩膜光刻是光刻技术重要发展方向之一。近年来,随着数字微镜器件芯片集成度与性能的提高,数字微镜器件无掩膜光刻成为一种主要的数字光刻技术。由于可灰度调制的光反射式“数字掩膜”替代了传统光刻中使用的预制物理光掩膜版,该技术极大地简化了光刻制版流程,提高了光刻的灵活性,广泛应用于平面微纳器件、超材料、微流控器件、组织生物研究等领域。从数字无掩膜光刻原理出发,简要介绍了典型匀光照明系统结构与微缩投影系统结构,进而介绍了面向平面光刻的空间分辨率增强技术、灰度光刻技术以及三维微立体光刻技术的进展。最后,列举了几类典型的数字无掩膜光刻应用,并对其发展方向进行了展望。

基于无掩膜光刻法的纸基微流控芯片制备与验证研究

为了开发新的纸芯片制备技术制作高精度的纸基微流控芯片,该文提出了一种基于无掩膜光刻技术的新制备方法。以疏水图案的表面接触角和液体在微流控通道内的流动情况为评价标准,研究了曝光、显影等关键工艺对疏水区域疏水强度以及液体流动情况的影响。研究结果表明,仅需2 s曝光时间制备的纸芯片疏水区域的接触角可达100.56°,亲疏水区域具有明显的区分,最小可实现的亲水通道和疏水屏障分别为(68±5)μm和(104±9)μm。将纸基芯片用于亚硝酸盐的检测,溶液浓度与显色区颜色强度之间呈良好的相关性,线性方程为Y=3.450X+34.83,r^(2)=0.9770。无掩模光刻法制备纸芯片无需制作掩膜版,减少了芯片制作的成本和时间,工艺简便,芯片精度高,为纸芯片制备和应用提供了有效手段。

利用灰度掩膜光刻技术制备螺旋相位片

螺旋相位片(Spiral phase plate简称SPP)是产生轨道角动量光束的一种重要光学器件,在光束调控、量子信息等领域有着重要应用.本文提出了一种基于计算机打印灰度掩膜的螺旋相位片的加工方法,详细讨论了SPP设计方法和光刻工艺,并实验制作了拓扑电荷为3的螺旋相位片,利用马赫-策德尔干涉仪实验对SPP产生涡旋光束进行了检测,获得良好的螺旋相位干涉图.本文的研究结果为低成本、高质量、高效率的螺旋相位片加工技术提供了一种有用途径.

一种提高无掩膜光刻机图形质量的方法

针对无掩膜光刻技术在进行大面积图形曝光时会出现曝光质量差,精度低,程序繁等问题,该文提出了一种改善无掩膜光刻机图形质量的方法。通过设置“L”型定位标记将图形尺寸进行精确定位,再通过单场图像格式重命名系统,解决大面积图形切割过程中的乱序问题,最后提出了一种寻找最佳曝光位置的方法,以提高单场图形的曝光质量。该文提出了一种减小大面积图形拼接误差的方法,以提高整体图形的拼接质量;同时还提出了一种二次光刻的对准方法及对准误差校正方法,该方法与已有的套刻方法有区别。通过实验进行验证和分析,结果表明,该方法能有效地提高大面积图形的曝光质量,x、y方向的拼接误差距离均缩小到1μm内,对准误差精度达到±0.3μm。该研究为后续的光刻工艺及湿法腐蚀工艺奠定了理论基础。

无掩膜光刻图形的数据提取技术

由于掩膜的成本在整个光刻成本中所占的份额不断攀升,所以降低掩膜的成本,甚至发展到不需要昂贵的掩膜的无掩膜光刻技术已经成为了关键。掩膜的图形格式如DXF和GDSII无法直接用于无掩膜光刻机,需要对掩膜图形数据进行提取。了解DXF格式的掩膜图形特点,编写算法对掩膜图形信息进行提取和解析,并通过MATLAB仿真验证读入图形的正确性。

基于DMD无掩膜光刻快速制作亲疏水图案化表面

亲疏水图案化表面在表面张力限制的微流控技术中能够发挥显著作用。常见的方法在制作表面的微图案时都需要实物掩模版,这类方法不具备灵活调节制造亲疏水表面微图案的形状与尺寸的能力,并且因制作掩膜而导致制作成本和时间成本都很高。因此,提出了基于DMD无掩膜光刻技术快速制作亲疏水图案化表面的方法并可用于自组装微液滴阵列。该方法利用DMD无掩膜曝光系统进行加工,一步成型地完成了亲疏水图案化表面的疏水处理和微图案化处理。这种方法无需实物掩模,能够灵活调控加工表面疏水图案的形状与尺寸,工艺简单快捷,降低了制作成本。

OPC将掩膜光刻机扩展到65/45纳米

嵌入式OPC通过在图形化前对掩膜图形数据做CD校正，可大大改进光掩膜的CD线性度和近似特性。

自掩膜光刻工艺研究及在PSS产品中的应用

本文研究了采用普通的接触式光刻机来制作PSS产品,并且使光刻出的PSS具有与stepper光刻机相同的效用,研究结果表明,通过开发出的自掩膜光刻工艺技术可以制作出与stepper光刻机相同规格的PSS产品,并将其制作成大功率LED器件,封装后在100m A电流驱动下率出光效率都达到了99lm/w。

激光光刻技术的研究与发展

光刻技术作为制备半导体器件的关键技术之一将制约着半导体行业的发展和半导体器件的性能。随着半导体工业的发展,集成电路的特征尺寸越来越小,光刻技术将面临新的挑战。分析了激光光刻技术,包括投影式光刻和激光无掩膜光刻技术的研究现状,着重介绍了极紫外光刻(EUVL)作为下一代光刻技术的发展前景和技术难点、激光无掩膜光刻技术的发展,特别是激光近场扫描光刻、激光干涉光刻、激光非线性光刻等新技术的最新进展及其在高分辨率纳米加工领域的应用前景。

大焦深数字灰度光刻物镜设计

为了提高数字灰度光刻系统的焦深,研究了基于点扩散函数稳定性的光瞳编码优化方法,在此基础上综合考虑系统的成像对比度和分辨率,利用工程计算软件MAPLE和光学设计软件ZEMAX设计了一种分辨率为1μm的含有5区相位型光瞳滤波器的长焦深数字灰度光刻系统。结果表明,系统调制传递函数表现出离焦不变性,在保证像方分辨率的前提下,系统的焦深被延拓到原有焦深的2.5倍以上,且在整个焦深空间内系统性能与焦点处保持一致,从而提高了光刻系统的工艺容限。所得实验结果与理论分析一致,说明了设计的可行性。

基于SF_(6)/Ar的电感耦合等离子体干法刻蚀β-Ga_(2)O_(3)薄膜

使用SF_(6)/Ar混合气体作为刻蚀气体,采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀方法,研究了不同激励功率和偏置功率对Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率的影响以及不同刻蚀时间对表面粗糙度的影响,并观察了光刻胶的损伤情况以调整刻蚀工艺参数。实验结果表明,适度地增大激励功率和偏置功率可以提高刻蚀速率;合适的刻蚀时间可以在得到低粗糙度表面的同时不会过度损伤光刻胶掩膜。通过优化工艺参数,在激励功率为600 W、偏置功率为150 W、刻蚀时间为17 min下,可得到30 nm/min的Ga_(2)O_(3)薄膜刻蚀速率,刻蚀表面的垂直度高、粗糙度低,同时光刻胶掩膜形貌完好。

基于卷积神经网络判定方法的激光微透镜阵列微米级加工工艺

在MLA曝光工艺中,曝光点的数量庞大,通过高倍率显微镜配合人工目检来判定曝光质量耗时耗力,造成工艺成本偏高。为了解决这个问题,设计了一种便于检测的圆环形图案并引入深度学习中的目标检测Yolov5模型,一定程度上能够取代人工目检,完成对曝光质量的快速判定。基于上述方法,分析了不同光刻胶厚度之下,线能量密度的最优区间与光刻胶的剖面倾角。并在同等线能量密度下通过圆度判定曝光图案失真情况。在本研究的MLA曝光工艺中,选取光刻胶厚度、激光曝光功率以及加工平台移动速度作为自变量,评价曝光合格率、光刻胶剖面倾角以及曝光圆度等加工质量参数具有重要的工程意义。

磁性液体薄膜微形变的磁控研究

针对磁性液体薄膜在MEMS加工领域作为光刻掩膜的应用,为获得磁性液体薄膜在磁场作用下的微形变规律,设计了一套磁场下磁性液体薄膜微形变的磁控测试实验台,并从磁场强度、磁性液体种类、磁性液体中磁性颗粒质量分数、磁性液体量和磁场梯度五个方面对其微形变特性进行实验研究。利用磁性液体薄膜形变高度和半径两个参数对其微形变效果进行了评价,实验结果表明:磁性液体薄膜凸起高度与磁场强度平方呈正比;基载液密度低的磁性液体凸起高度大;烃基磁性液体在磁性颗粒质量分数为25%时形变效果最好;磁性液体在达到一定的体积后其凸起高度几乎不变;磁场梯度越大,其凸起高度越明显,形变图形越佳。

玻璃微流控芯片的低成本制作技术

针对玻璃微流控芯片制作中普遍存在的成本高、加工周期长等问题,提出了一种基于湿法腐蚀技术的低成本、实用化制作方法。该方法以商用显微载玻片作为基底材料,采用普通负性光刻胶RFJ-220为腐蚀掩模,通过优化光刻及湿法腐蚀工艺,可得到深度大于40μm(最深可达110μm),侧向钻蚀比为1.25∶1,表面粗糙度小于5.2nm的微沟道。重点解决了光刻胶与基底之间的粘附性问题,并分析了腐蚀液的配比及腐蚀方式等对沟道形貌的影响。整个制作工艺过程简单,成本低,稳定性好,可广泛应用于玻璃微流控芯片的制作中。

数字微镜器件制造精度误差对紫外光调制特性的影响

数字微镜器件(DMD)的能量利用率对于提高无掩膜激光直写系统的效率十分重要。对DMD在相干光照明下的相位调制特性进行数值和实验分析,发现同种型号DMD在出射0级光垂直于微镜表面角度入射情况下的衍射图样,其光能量分布各不相同,有0级光强占总光强27.2%的情况,也有零0级光强占总光强13.1%的情况,理论计算表明,DMD的微镜偏转角存在±1°的误差可以使DMD衍射0级的衍射效率在极大和极小之间变化。这一结论对于选择高能量利用效率的DMD有重要参考价值。