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1、显微、测量、微细加工技术与设备Microscope,Measurement,Microfabrication&Equipment数字灰度投影光刻技术赵立新,严伟,王建,胡松,唐小萍,王肇志,王淑蓉,张正荣,张雨东(中国科学院光电技术研究所,成都610209)摘要:随着MEMS和MOEMS技术的发展和器件制作对低成本、灵活、高效的需求,数字灰度无掩模光刻技术已成为人们研究的热点。介绍了一种基于数字微镜器件(DMD)的无掩模数字灰度投影光刻技术,结合电寻址数字微镜阵列的工作方式,分析了DMD的灰度调制机理和投影成像特性;阐述了DMD微镜结构与投影系统的倍数、数值孔径的关系;设计了投影
2、光刻系统,并进行了分辨力和三维面形的曝光实验。实验结果表明,数字灰度投影光刻技术灵活、方便,尤其在三维浮雕微结构的制作方面,可实现光刻灰度的数字化调制,表面粗糙度可达0.1Lm。关键词:数字灰度光刻;无掩模光刻;投影物镜;数字微镜器件;拼接中图分类号:TN305.7文献标识码:A文章编号:1671-4776(2009)01-0181-05DigitalGray-ToneProjectionLithographyZhaoLixin,YanWei,WangJian,HuSong,TangXiaoping,WangZhaozhi,WangShurong,ZhangZhengrong,Z
3、hangYudong(InstituteofOpticsandElectronics,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610209,China)Abstract:WithdevelopmentofMEMSandMOEMSandmeetingtheneedsoflowercost,flexibleandhighefficientofthedevicefabrication,thetechniqueofmasklessdigitalgray-toneprojectionlithographybecomestheresearchfocus.Amaskle
4、ssopticaldigitalgray-toneprojectionlithogra-phybasedondigitalmicromirrordevice(DMD)wasintroduced.CombinedwiththeworkingmodeofDMD,theprincipleofgray-tonemodulationandtheimagingspecialityofDMDwereanalyzed.TherelationshipsofDMDconfiguration,themultipleandnumericalaperture(NA)ofprojectionlenswere
5、discussed.Thelithographyequipmentwasdesigned,andtheexposureexperimentsofresolutionandthree-dimensionalshapeweredone.Theresultsshowthatthetechniqueofdigitalgray-toneprojectionlithographyisflexibleandconvenient,especiallybydigitalmodulatingofgray-toneprojectionlithography,thesurfaceroughnessoft
6、hree-dimensionalreliefmicrostructurereaches0.1Lm.Keywords:digitalgray-tonelithography;masklesslithography;projectionlens;digitalmicromirrordevice(DMD);conjunctionEEACC:2550G收稿日期:2008-07-30基金项目:国家863计划资助项目(2006AA02Z4D2)E-mail:zhaolixin@ioe.ac.cn2009年3月微纳电子技术第46卷第3期181赵立新等:数字灰度投影光刻技术于传统光刻中的掩模版,
7、通过控制器对照明面不同0引言区域的光进行空间调制,形成所需要的灰度图案。DMD是一个二维器件,由多个微反射镜单元组光刻是微纳加工的核心技术之一,从其发展历成,微反射镜单元结构如图1所示。史看,先后经历了从接近/接触式光刻到分步投影光刻再到扫描投影光刻,曝光波长也从436nm的G线到365nm的I线,再到248nmKrF,到目前的193nmArF,光刻的重要参数)))特征线宽(CD)值也从Lm到亚Lm发展到今天的nm量级,包括其[1-2]相关的工艺体系已经相当完善。近年来,随着ME
