幾秒內！顯微鏡投影光刻實現高分辨率制造

　　最新發表在《光：先進制造》上的一篇新論文中，德國漢諾威萊布尼茨大學科學家開發了一種低成本且用戶友好的制造技術——基于UV—LED的顯微鏡投影光刻（MPP），能在幾秒鐘內以快速高分辨率制造光學元件。這種方法能在紫外光照射下，將光掩模上的結構圖案轉移到光刻膠涂層的基板上。

A：采用基于UV—LED的顯微鏡投影光刻系統的草圖；B：工藝鏈示意圖，包括從結構設計到最終投影光刻的步驟；C：使用MPP制造的高分辨率光柵；D：通過MPP實現的低于200納米的特征尺寸。上部和下部所示的線條分別使用昂貴的物鏡和經濟物鏡制造。圖片來源：《光：先進制造》

　　集成的光信號想要實現多種功能，都離不開基本光學元件的小型化，例如波導、分路器、光柵和光開關。這也意味著需要一種能實現高分辨率制造的方法。

　　目前已存在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骨牌光刻，然而，這些技術均成本高昂、復雜且耗時。納米壓印光刻雖然非常適合高分辨率與高效制，但是它同時也需要高質量的“母機”。

　　此次的MPP系統，基于標準的光學和光機械元件，研究團隊使用波長為365納米的極低成本UV—LED代替汞燈或激光作為光源。

　　團隊開發了一種工藝來獲得MPP所需的結構圖案化鉻掩模。它包括結構設計、在透明箔上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。這種設置和隨后的濕法蝕刻工藝，可將印刷在透明箔上的結構圖案轉移到鉻光掩模上。

　　MPP系統可制造出特征尺寸（半導體器件中的最小尺寸）低至85納米的高分辨率光學元件。這與更昂貴和更復雜的制造方法（如多光子和電子束光刻）的分辨率相當。MPP還可用于制造微流控器件、生物傳感器和其他光學器件。

　　這種制造方法被視為光刻領域的重大進步，可用于光學元件的快速和高分辨率結構。它特別適用于需要快速原型制作和低成本制造的應用。例如，它可用于開發生物醫學研究的新型光學器件，或用于消費電子的新型微機電系統器件原型設計。