灰度光刻

一、       灰度光刻

光刻通常是指將掩膜版上的圖形轉移到涂有光致抗蝕劑（或稱光刻膠）的硅片上，通過一系列生產步驟將硅片表面薄膜的特定部分除去的一種圖形轉移技術。

光刻示意圖

灰度光刻是利用光刻膠在低劑量曝光下的不wan quan顯影，在不同位置給予不同的劑量從而獲得光刻三維結構的曝光方式。

灰度光刻示意圖

二、灰度光刻的常見方式

灰度光刻被廣泛應用于光通信、第三代半導體、微納光學、微納電子學、超材料、量子通信和量子計算等前沿研究領域。目前實現灰度光刻的常見方式有三種：電子束光刻、單點激光直寫和DMD無掩膜光刻。

01 電子束灰度光刻

電子束灰度光刻需要套刻和刻蝕相結合來實現。將結構劃分為不同刻蝕深度的區域，然后通過反復的套刻和刻蝕操作即可得到灰度圖樣。該方式與傳統的紫外光刻相比具有更高的分辨率和精度，可以制作出更復雜的微納米結構。不過在經過多次光刻處理后，套刻精度會受到限制，同時開發周期被拉長。

02 單點激光直寫灰度光刻

單點激光直寫灰度光刻，需要將激光束直接聚焦到樣品表面通過控制激光在不同位置的劑量變化實現對灰度圖形的控制和加工。與前者相比，其工藝簡單，避免了套刻對準環節，但是精度不如前者。

03 DMD無掩膜灰度光刻

DMD無掩膜灰度光刻，是通過可編程的控制器件調制照明光束，從而達到曝光不同圖形的目的。與此同時，通過程序調整DMD的像素灰階實現灰度調制。該方式極大地簡化了光刻制版流程，提高了光刻的靈活性。此外，還具有可重復性好、制作周期短等優點。相比于單點激光直寫的方式，在保證精度的同時，又具備了更高的加工效率。

三、關于托托科技

托托科技是一家專注于顯微光學加工和顯微光學檢測的公司，在基于數字微鏡器件（DMD）的無掩膜光刻技術領域中進行了數年的深入研究和技術沉淀。特別地，托托科技致力于研究4096連續灰階的灰度光刻技術，成效顯著。托托科技基于自主研發的無掩膜光刻機，開發了如衍射光柵、微透鏡陣列、菲涅爾透鏡等一系列灰度光刻應用案例。

托托科技一直致力于對設備底層技術的鉆研和開發，堅持自主研發創新，不斷尋求技術突破，努力為客戶帶去設備和優良的體驗。

應用案例

多級衍射透鏡

菲涅爾透鏡

TOF擴散器

微透鏡陣列

波前調控器件

DOE(衍射光學器件)

螺旋相位片圖例

2階

4階

8階

16階

32階

64階

128階 

256階