前言
常規(guī)紫外投影光刻機需要先制作掩模板，耗材成本高、制備周期長，很難滿足材料器件實驗室對靈活性和實驗進度的要求。近年發(fā)展起來的無掩模光刻技術(shù)突破這一技術(shù)限制，實現(xiàn)任意形狀編程、全自動高精度大尺度拼接的無掩模光刻，隨時將您的設(shè)計轉(zhuǎn)化為實際的成品，大幅度減少研制測試周期，強有力地助攻微納器件制備工作。
概念
紫外投影光刻通過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；通過進一步的刻蝕或蒸鍍，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，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、大承載納米位移臺等核心技術(shù)，結(jié)合高穩(wěn)定機械結(jié)構(gòu)、自動化和軟件設(shè)計，推出全自動高精度無掩模光刻機。
特性
此款無掩模步進式UV光刻機實力強勁，優(yōu)勢明顯，主要表現(xiàn)在如下三個方面：
一、高分辨率
專有設(shè)計的投影光路確保亞微米的刻寫精度，典型值可以達到幾百納米；
圖1 樣例電極在5x － 100x顯微鏡下的圖樣
二、無掩模光刻，所見即所得
傳統(tǒng)的掩模板光刻需要針對特定形狀的器件制作專門的掩模；在器件研發(fā)的進程中，不停地設(shè)計制作掩模板耗費了大量的成本和時間。無掩模光刻技術(shù)無需掩模板，隨時可以按照需求刻寫任意圖案，非常適合實驗室對光刻機的靈活、多樣、即時、便利的要求。
圖2 刻寫過程說明
圖2為刻寫過程的簡要說明。樣品表面旋涂光刻膠后置入光刻機，需刻寫圖案以位圖方式導(dǎo)入軟件。指引光在樣品的實時圖像表示即將刻寫的內(nèi)容，可通過軟件將圖像平移／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”；通過指引光可以方便的指引即將刻寫的位置，并可通過軟件進行角度、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)域受顯微物鏡視場限制，高分辨刻寫時刻寫區(qū)域較小。大區(qū)域、高分辨刻寫時，系統(tǒng)通過樣品平移掃描的方式進行拼接刻寫。
拼接刻寫完全是自動化的，用戶只需要導(dǎo)入所需要的圖形即可。可使用軟件對圖形進行縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等操作，以實現(xiàn)理想的定位和尺寸。
拼接所采用的高精度平移臺保證±100nm的絕對定位精度，確保亞微米尺度光刻的無縫過渡。最大拼接尺寸可達200mm。
無掩模光刻系統(tǒng)的圖樣可以實時調(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，無掩模步進式UV光刻機還具有如下高級功能：
電動Z軸平移及自動對焦：可方便用戶對焦，并實現(xiàn)對表面凹凸、傾斜樣品的準(zhǔn)確刻寫；
環(huán)境防護：標(biāo)配UV防護功能；標(biāo)配機箱除濕功能，確保長時間自動光刻時樣品不受濕度變化影響；
灰度刻寫功能：支持對指定區(qū)域的曝光量進行設(shè)定，實現(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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