DMD无掩膜光刻技术解析

光刻是指利用光学复制的方法把图形印制在光敏记录材料上，然后通过刻蚀的方法将图形转移到晶圆片上来制作电子电路的技术。其中光刻系统被称为光刻机，带有图形的石英板称为掩膜，光敏记录材料被称为光刻胶或抗蚀剂。具体光刻流程如下图所示

光刻技术是集成电路制造、印刷电路板制造以及微机电元件制造等微纳加工领域的核心技术之一。进入21世纪以来，随着电子信息产业的高速发展，集成电路的需求出现了井喷式的增长。使的对掩膜的需求急剧增加，目前制作掩膜的主要技术是电子束直写，但该制作效率非常低下，并且成本也不容小觑，在这种背景下人们把目光转移到了无掩膜光刻技术。

备受关注的无掩膜光刻技术大概可以分为两类：

1）带电粒子无掩膜光刻；例如电子束直写和离子束光刻技术等。

2）光学无掩膜技术；例如DMD无掩膜光刻技术、激光直写、干涉光刻技术、衍射光学元件光刻技术等。

其中DMD无掩膜光刻技术是从传统光学光刻技术衍生出的一种新技术，因为其曝光成像的方式与传统投影光刻基本相似，区别在于使用数字DMD代替传统的掩膜，其主要原理是通过计算机将所需的光刻图案通过软件输入到DMD芯片中，并根据图像中的黑白像素的分布来改变DMD芯片微镜的转角，并通过准直光源照射到DMD芯片上形成与所需图形一致的光图像投射到基片表面，并通过控制样品台的移动实现大面积的微结构制备。设备原理图图下图所示。相对于传统的光刻设备，DMD无掩膜光刻机无需掩膜，节约了生产成本和周期并可以根据自己的需求灵活设计掩膜。相对于激光直写设备，DMD芯片上的每一个微镜都可以等效看成一束独立光源，其曝光的过程相当于多光束多点同时曝光可极大提高生产效率特别是对于结构繁琐的图形。

该设备光源采用波长为365nm的紫外LED，相比于激光或者汞灯，LED光源具有更长的使用寿命稳定性。LED光源的使用寿命可达到10000小时。采用10倍物镜单次曝光面积达到1mm0.6mm，并在1s内完成曝光。若配备电动平移台，可完成套刻和光刻拼接，拼接面积可达25mm*25mm，拼接误差优于0.5μm并且拥有自动聚焦和对准功能。

应用案例：