在當(dāng)今的微納制造與前沿科研領(lǐng)域，從半導(dǎo)體器件到生物芯片，從微機(jī)電系統(tǒng)到量子材料，幾乎每一項(xiàng)突破都離不開對(duì)微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確定義和加工的能力。傳統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)依賴于光刻技術(shù)，但其核心工具——物理掩模版，在當(dāng)今快速迭代、設(shè)計(jì)多變的研發(fā)環(huán)境中，逐漸顯露出成本高、周期長(zhǎng)、靈活性不足的短板。一種名為無掩膜光刻（Maskless Lithography）的技術(shù)，正在以其革命性的“軟件定義、直接成形”理念，為科研工作者提供前所未有的自由與敏捷。        

要理解無掩膜光刻的優(yōu)勢(shì)，首先要看看其與傳統(tǒng)光刻的本質(zhì)區(qū)別。

傳統(tǒng)紫外光刻工藝就像使用一張實(shí)體膠片（掩模版）在暗房里沖洗照片。一旦這張價(jià)格不菲的“膠片”制作完成，其上的圖案就無法更改。每一次設(shè)計(jì)迭代，都意味著需要重新制作一張全新的掩模版，這無疑在時(shí)間和金錢上為科研探索設(shè)置了障礙。

傳統(tǒng)紫外光刻工藝示意圖

澤攸科技無掩膜光刻則徹底摒棄了物理掩模版。它的核心是一個(gè)被稱為數(shù)字微鏡器件（DMD）的可編程光學(xué)引擎。DMD由數(shù)百萬(wàn)個(gè)可獨(dú)立偏轉(zhuǎn)的微型反射鏡組成，每一面微鏡都像一個(gè)獨(dú)立的像素開關(guān)。計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)圖形被轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)這些微鏡，從而在曝光光路中動(dòng)態(tài)生成圖案，并直接投影到涂有光刻膠的基底上。

基于數(shù)字微鏡器件（DMD）的無掩膜光刻系統(tǒng)示意圖

這意味著，研究人員在電腦上修改完設(shè)計(jì)文件后，可以立即啟動(dòng)下一次曝光，真正實(shí)現(xiàn)了“設(shè)計(jì)即加工”。這種從“制造掩?！钡穆L(zhǎng)循環(huán)到“數(shù)字投影”的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換，是其靈活性的根本來源。

澤攸科技無掩膜光刻的強(qiáng)大之處不僅在于其二維圖形的快速定義，更在于它能輕松駕馭三維微納結(jié)構(gòu)的制造，這得益于其灰度光刻能力。

與傳統(tǒng)的“全有或全無”的曝光不同，灰度光刻可以精確控制每個(gè)像素點(diǎn)的曝光劑量，從而實(shí)現(xiàn)光刻膠厚度的連續(xù)、可控變化。經(jīng)過一次曝光和顯影，就能直接得到具有復(fù)雜三維形貌的結(jié)構(gòu)。

灰度光刻菲涅爾透鏡，3D灰度光刻實(shí)現(xiàn)菲涅爾透鏡，從掃面電鏡的截面圖中可以看出臺(tái)階連續(xù)變化

上圖中通過掃描電鏡（SEM）看到的菲涅爾透鏡截面，其臺(tái)階高度連續(xù)變化，成功模擬了傳統(tǒng)曲面透鏡的光學(xué)功能。這種能力在微光學(xué)（如衍射光學(xué)元件、微透鏡陣列）、微流控（如梯度深寬比通道）和生物仿生結(jié)構(gòu)制造中具有巨大應(yīng)用潛力。 

澤攸科技無掩膜光刻的“快速原型”能力，使其成為多個(gè)前沿研究領(lǐng)域的利器。

在實(shí)際科研中，澤攸科技無掩膜光刻并非要取代所有技術(shù)，而是與其他技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。例如，它可以與分辨率更高但速度較慢的電子束光刻結(jié)合，形成混合光刻方案。

澤攸科技混合光刻技術(shù)

在這種策略下，先用無掩膜光刻高效加工大面積的微米級(jí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（如電極焊盤、引線），再用電子束光刻精雕細(xì)琢關(guān)鍵區(qū)域的納米級(jí)特征（如量子點(diǎn)、納米線間隙）。這種組合兼顧了加工效率和極致精度，是制備復(fù)雜多功能器件的有效途徑。                          

技術(shù)的普及離不開設(shè)備的進(jìn)步。以澤攸科技ZML系列DMD無掩膜光刻機(jī)為代表的桌面化設(shè)備，正將以往需要大型超凈間才能完成的微納加工能力，帶入普通的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)中心。

澤攸科技ZML系列DMD無掩膜光刻機(jī)

這種“桌面化”趨勢(shì)極大地降低了微納技術(shù)的入門門檻，使得材料、物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域的研究者，都能便捷地將自己的創(chuàng)新想法快速轉(zhuǎn)化為可測(cè)試的微納器件原型，有力推動(dòng)了跨學(xué)科的融合創(chuàng)新。                       

澤攸科技無掩膜光刻不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，更是一種研發(fā)范式的革新。它將微納制造從依賴固定“模具”的批量復(fù)制模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎绍浖杂沈?qū)動(dòng)的“數(shù)字制造”模式。這把高效的“數(shù)字刻刀”，賦予了科研人員“所想即所得”的創(chuàng)造自由，正在成為連接創(chuàng)新思想與物理實(shí)體的關(guān)鍵橋梁，持續(xù)推動(dòng)著人類在微觀尺度上的認(rèn)知邊界和應(yīng)用前沿不斷拓展。

本文部分素材來源于澤攸科技公眾號(hào)，所有轉(zhuǎn)載內(nèi)容，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系我們，我們將立即刪除。

關(guān)于我們

北京儀光科技，專注微觀形貌分析！

     代理西班牙SENSOFAR三維共聚焦白光干涉儀、澤攸科技臺(tái)式電鏡/臺(tái)階儀/光刻機(jī)/原位分析、德國(guó)LEICA及永新耐可視等進(jìn)口國(guó)產(chǎn)各類型光學(xué)顯微鏡、美國(guó)RMC超薄切片機(jī)、英國(guó)Linkam冷熱臺(tái)、環(huán)境試驗(yàn)箱、金相制樣設(shè)備、防震平臺(tái)等微觀形貌觀察、測(cè)量、制樣、性能分析等各類型實(shí)驗(yàn)室分析儀器。

致力于為材料用戶提供準(zhǔn)確、可靠且全面的毫米級(jí)、微米級(jí)、納米級(jí)微觀形貌分析儀器和解決方案！

讓科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新更便捷、更高效！ 

長(zhǎng)按識(shí)別二維碼，關(guān)注我們，獲取更多資訊！

咨詢電話：010-56443878

網(wǎng)址：www.bjygtech.com