灰度光刻

一、       灰度光刻

光刻通常是指將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到涂有光致抗蝕劑（或稱(chēng)光刻膠）的硅片上，通過(guò)一系列生產(chǎn)步驟將硅片表面薄膜的特定部分除去的一種圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)。

光刻示意圖

灰度光刻是利用光刻膠在低劑量曝光下的不wan quan顯影，在不同位置給予不同的劑量從而獲得光刻三維結(jié)構(gòu)的曝光方式。

灰度光刻示意圖

二、灰度光刻的常見(jiàn)方式

灰度光刻被廣泛應(yīng)用于光通信、第三代半導(dǎo)體、微納光學(xué)、微納電子學(xué)、超材料、量子通信和量子計(jì)算等前沿研究領(lǐng)域。目前實(shí)現(xiàn)灰度光刻的常見(jiàn)方式有三種：電子束光刻、單點(diǎn)激光直寫(xiě)和DMD無(wú)掩膜光刻。

01 電子束灰度光刻

電子束灰度光刻需要套刻和刻蝕相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。將結(jié)構(gòu)劃分為不同刻蝕深度的區(qū)域，然后通過(guò)反復(fù)的套刻和刻蝕操作即可得到灰度圖樣。該方式與傳統(tǒng)的紫外光刻相比具有更高的分辨率和精度，可以制作出更復(fù)雜的微納米結(jié)構(gòu)。不過(guò)在經(jīng)過(guò)多次光刻處理后，套刻精度會(huì)受到限制，同時(shí)開(kāi)發(fā)周期被拉長(zhǎng)。

02 單點(diǎn)激光直寫(xiě)灰度光刻

單點(diǎn)激光直寫(xiě)灰度光刻，需要將激光束直接聚焦到樣品表面通過(guò)控制激光在不同位置的劑量變化實(shí)現(xiàn)對(duì)灰度圖形的控制和加工。與前者相比，其工藝簡(jiǎn)單，避免了套刻對(duì)準(zhǔn)環(huán)節(jié)，但是精度不如前者。

03 DMD無(wú)掩膜灰度光刻

DMD無(wú)掩膜灰度光刻，是通過(guò)可編程的控制器件調(diào)制照明光束，從而達(dá)到曝光不同圖形的目的。與此同時(shí)，通過(guò)程序調(diào)整DMD的像素灰階實(shí)現(xiàn)灰度調(diào)制。該方式極大地簡(jiǎn)化了光刻制版流程，提高了光刻的靈活性。此外，還具有可重復(fù)性好、制作周期短等優(yōu)點(diǎn)。相比于單點(diǎn)激光直寫(xiě)的方式，在保證精度的同時(shí)，又具備了更高的加工效率。

三、關(guān)于托托科技

托托科技是一家專(zhuān)注于顯微光學(xué)加工和顯微光學(xué)檢測(cè)的公司，在基于數(shù)字微鏡器件（DMD）的無(wú)掩膜光刻技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)行了數(shù)年的深入研究和技術(shù)沉淀。特別地，托托科技致力于研究4096連續(xù)灰階的灰度光刻技術(shù)，成效顯著。托托科技基于自主研發(fā)的無(wú)掩膜光刻機(jī)，開(kāi)發(fā)了如衍射光柵、微透鏡陣列、菲涅爾透鏡等一系列灰度光刻應(yīng)用案例。

托托科技一直致力于對(duì)設(shè)備底層技術(shù)的鉆研和開(kāi)發(fā)，堅(jiān)持自主研發(fā)創(chuàng)新，不斷尋求技術(shù)突破，努力為客戶帶去設(shè)備和優(yōu)良的體驗(yàn)。

應(yīng)用案例

多級(jí)衍射透鏡

菲涅爾透鏡

TOF擴(kuò)散器

微透鏡陣列

波前調(diào)控器件

DOE(衍射光學(xué)器件)

螺旋相位片圖例

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