光子学报
2023, 52(10): 1052420
五邑大学 智能制造学部, 广东 江门 529000
在超快时间尺度上以二维空间分辨率揭示激光脉冲在光刻胶之间的运动过程,将有助于了解激光加工过程和优化加工工艺。然而现有记录激光脉冲在光刻胶中运动过程的成像技术都存在需要多次重复拍摄或时间分辨率受限等问题。为了克服这些问题,通过使用压缩超快摄影来观测光刻胶中激光脉冲的运动。实验结果表明,搭建的实验系统能以1.54×1011fps的帧率,单次成像数百帧的图像序列深度,实时观测到这一不可重复的超快事件。
超快成像 压缩感知技术 飞秒激光脉冲 光刻胶 ultrafast imaging compressed sensing technique femtosecond laser pulse photoresist
上海交通大学 电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台,上海 200240
开发了一种和MEMS工艺兼容的基于硅微加工技术的简易硅微透镜阵列制造技术。利用光刻胶热熔法和等离子体刻蚀法相结合的方法,实现了在硅晶圆上制作不同尺寸的硅微透镜阵列的工艺过程。实验中,对透镜制作过程中的热熔工艺、刻蚀工艺进行了深入的研究。最终确定了最优的工艺参数,制备了孔径在20~90 μm、表面质量高的硅微透镜阵列。
硅微透镜阵列 光刻胶热熔法 电感耦合等离子体刻蚀 刻蚀缺陷 silicon microlens array photoresist hot melt method ICP-RIE etch defect
1 北京理工大学 机械与车辆学院，北京0008
2 北京理工大学 重庆创新中心，重庆40110
3 江西联创电子有限公司，江西南昌0000
鉴于以光刻胶为代表的高分子材料的切削特性决定了掩膜微细结构的加工质量，以SU8为研究对象，结合实验和仿真分析研究了光刻胶掩膜的切削特性。通过纳米压痕法测试了光刻胶SU8的应力-应变关系，建立了基于能量法的SU8切削仿真模型，然后采用AdvantEdge FEM模拟了不同切削参数下光刻胶SU8的切削过程，最后开展了光刻胶SU8的超精密加工实验。结合仿真与实验结果，分析了切削参数和刀具前角对表面质量的影响规律，优化了光刻胶SU8的切削加工参数。结果表明：表面粗糙度随着切削速度的增大呈现减小的趋势，随着进给速度和切削深度的增加呈现增大的趋势；当切削速度为2.09 m/s、进给速度为1 mm/min、切削深度为2 μm、刀具前角为0°时，光刻胶掩膜的表面粗糙度Ra达到最优为7.4 nm，无微裂纹等微观缺陷。基于切削仿真与实验结果对加工参数进行优化，并在光刻胶SU8掩膜上实现了高精度微透镜阵列结构的加工。
超精密切削 掩膜加工 切削仿真 光刻胶SU8 微透镜阵列 ultra-precision cutting mask processing cutting simulation photoresist SU8 microlens array 光学 精密工程
2023, 31(13): 1909
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
超构表面因其体积轻薄易于集成化，有望在某些特定场合取代传统透镜实现多功能光学器件。超构表面的光束偏转角随波长的增加而增大，与传统折射透镜相比产生相反的色散，这种色散又被称为“异常色散”或“负色散”。理论上利用超构表面的负色散和传统折射光学器件的正色散相抵消，可以完全矫正光学系统的色差。由此出发，设计了一种基于光刻胶材料，由Pancharatnam-Berry（PB）相位型超构表面作为第一透镜，传统球面透镜作为第二透镜的消色差超构表面复合透镜，利用时域有限差分数值模拟软件FDTD Solutions探索了该透镜在780～980 nm波段的聚焦性能，证明了消色差光刻胶超构表面复合透镜优异的消色差效果。相对传统的消色差超构表面通过相位补偿来消色差的方法，这种消色差设计简单且高效，为特定波段内的消色差成像提供了一定的借鉴意义。
光刻胶 超构表面 消色差 photoresist metalens achromatic
光刻技术是半导体集成电路技术发展的主要推动技术，其不断提高的分辨率与图形复制精度成功地将集成电路制造线宽从40多年前的2~3 μm缩小到先进的10~15 nm。在发展过程中，众多先进的技术不断涌现，如投影式光刻、相移掩模版、化学放大型光刻胶、光学邻近效应修正等，及时确保了摩尔法则按时向前推进。以投影光刻发展的历史为主线，从0.25 μm到当今的5 nm再到未来的先进技术节点，对每个关键的技术节点的工艺要求与工艺窗口进行分析，包括采用的新技术及其作用，以展示光刻工艺与相关技术的整体面貌，给读者专业技术的参考。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922006
1 北京分子科学国家研究中心，中国科学院光化学重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100039
极紫外（EUV）光刻技术是半导体制造业中应用的最先进光刻技术，与之配套的光刻胶近年来也有了长足发展。本文结合EUV光刻技术面临的新问题和新挑战，分别对高分子型、单分子树脂（分子玻璃）型、有机-无机杂化型EUV光刻胶的国内外研发历程进行了比较完整的综述，希望能为我国的极紫外光刻技术和材料的研发提供帮助。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922004
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
超构透镜已经成为当前纳米光子领域的研究热点之一。与传统的由TiO2、Si或GaN等高折射率介电质材料组成的超构透镜不一样,文章创新性的提出了一种由新型非高折射率材料光刻胶组成的Pancharatnam-Berry(PB)相位型超构透镜。通过时域有限差分数值模拟软件(FDTD Solutions)对所设计的结构进行数值模拟仿真, 仿真结果表明: 光刻胶超构透镜在可见光波段500~700nm的峰值聚焦效率为58%以及在近红外波段700~900nm的峰值聚焦效率为52%。结果证明了使用非高折射率材料构成的超构透镜也可以实现较好的光场聚焦性能, 突破了基于高成本的电子束刻蚀方法设计和加工超构透镜的限制, 为未来超构透镜的应用拓展出更广阔的发展空间。
超构透镜 光刻胶 聚焦效率 metalens photoresist focusing efficiency
随着彩膜产线几年的运营, 预烘烤工艺升华物带来严重的设备和玻璃基板污染, 容易造成曝光工序失败, 导致成本浪费。为解决该问题, 本文针对8.5世代线红、绿、蓝三条生产线, 进行了预烘烤工艺升华物成分分析和改善。经分析, 升华物来源于光刻胶中单体和光引发剂, 通过将分子量在190~300之间的小分子结构的单体和光引发剂替换成分子量在380~600之间的大分子结构, 得到改善型光刻胶, 成功将红、绿、蓝3种光刻胶热升华物降低了91.8%,98.5%,931%。改善型光刻胶制成的产品光学、信赖性均满足要求, 导入量产后, 预烘烤升华物导致的玻璃基板曝光工序失败率由3 500×10-6降低为1 600×10-6。在此研究过程中, 提出了一种红绿蓝光刻胶材料预烘烤升华物量化评价指标, 可应用于后续光刻胶的开发和选用, 对产线长期稳定运营具有参考借鉴意义。
彩膜 预烘烤 升华物 光刻胶 color filter pre-bake sublimation photoresist
