在晶片上制造平面衍射红外透镜的灰度刻法优化

科学领域:

• 微电子机械系统 (MEMS) 制造工艺
• 先进的 lithography 技术可以使用.
• 光学元件制造业 光学元件制造业

背景情况:

• 标准的二进制光刻法需要多个面具和步骤来实现3D结构.
• 灰度光刻法 (GSL) 为复杂的3D MEMS制造提供了一个没有面具的替代方案.
• GSL的精度对工艺参数和环境条件都很敏感.

研究的目的:

• 研究用于 (Si) 晶圆制造的灰度刻画的挑战.
• 开发方法以尽量减少GSL的制造不准确性.
• 展示GSL在制造功能性光学元件方面的能力.

主要方法:

• 用一个无面具的激光写字器进行GSL过程分析.
• 分析了光电阻曝光参数和蚀刻条件.
• 制造的4μm深的f#/1Si Fresnel镜头用于长波红外 (LWIR) 成像.

主要成果:

• 尽量减少GSL的不准确性,以精确复制预期的设计.
• 成功制造了具有不同特征深度和尺寸的Si Fresnel镜头.
• 在制造的镜头形状和初始设计之间取得了良好的一致性.
• 证明了粗和细特征的成功蚀刻.

结论:

• 灰度刻画是一种可行的技术,可以在上制造复杂的3D结构.
• 控制的GLS工艺使复制复杂的设计,如弗雷内尔镜头的高保真.
• 制造的LWIR Fresnel镜头展示了优化GSL方法的实际应用和有效性.