近日，由英國科學(xué)院院士Russell Cowburn教授團(tuán)隊(duì)研制的小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)（Durham Magneto Optics, MicroWriter ML3）分別落戶中科院沈陽金屬所和合肥師范學(xué)院，將助力國內(nèi)各科研院所在新型材料加工、微納電子、光機(jī)電、微流控等諸多重點(diǎn)研究領(lǐng)域取得近一步發(fā)展。

小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)（MicroWriter ML3）進(jìn)入國內(nèi)科研領(lǐng)域已有十年時(shí)間，在國內(nèi)約有200臺(tái)設(shè)備安裝落戶。憑借小巧緊湊的結(jié)構(gòu)(70 cm x 70 cm x 70 cm)、友好的操作系統(tǒng)、簡單的維護(hù)需求、超高的直寫速度，特別是無需掩膜版即可直寫曝光的特點(diǎn)極大地優(yōu)化了設(shè)計(jì)成本和研究效率，深受廣大科研用戶的喜愛。在小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)MicroWriter優(yōu)秀表現(xiàn)和Quantum Design中國全博士售后工程師團(tuán)隊(duì)的努力下，清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國科技大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中科院等重點(diǎn)高校和研究機(jī)構(gòu)已復(fù)購多臺(tái)小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)MicroWriter，成為MicroWriter的“回頭客"。

圖1中科院沈陽金屬所安裝的配備0.4 μm鏡頭的MicroWriter旗艦型無掩膜光刻機(jī)

近日，中科院沈陽金屬所成功安裝了第一套小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)MicroWriter ML3。結(jié)合新硬件配置，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)0.4 μm的極限分辨率，同時(shí)擁有包括0.4 μm、0.6 μm、1 μm、2 μm和5 μm五種特征分辨率鏡頭，可以實(shí)現(xiàn)不同精度下的快速曝光應(yīng)用。結(jié)合無掩膜版圖設(shè)計(jì)，科研人員可以隨時(shí)嘗試修改曝光圖形，并可以通過設(shè)備*的虛擬掩膜（Visual Mask aligner）功能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)觀測（如圖2所示），極大地提高了科研工作的時(shí)效性和便捷性。

圖2. （左）虛擬掩膜對(duì)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)界面（藍(lán)色區(qū)域是要曝光的電極圖案）及（右）終曝光顯影結(jié)果

圖3. 0.6 μm寬度的線條陣列曝光結(jié)果及局部細(xì)節(jié)

圖4. 0.4 μm孔徑的點(diǎn)陣曝光結(jié)果及局部細(xì)節(jié)

同時(shí)，合肥師范學(xué)院根據(jù)自身教學(xué)與科研的需要選擇了小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)Baby Plus型號(hào)。相比于功能全面的MicroWriter旗艦機(jī)型，Baby Plus著重于客戶的基本需求。Baby Plus配備有1 μm和5 μm兩個(gè)精度的鏡頭，可以滿足大部分的科研需求。

圖5. Quantum Design工程師為合肥師范學(xué)院師生進(jìn)行無掩膜光刻機(jī)操作培訓(xùn)

這次在合肥師范學(xué)院安裝的MicroWriter Baby Plus配備的是405 nm波長光源，特別適用于在正性光刻膠上制備二維微納結(jié)構(gòu)和三維灰度結(jié)構(gòu)，助力客戶在微納機(jī)電，微納光學(xué)等領(lǐng)域的研究以及小批量的試產(chǎn)。Baby Plus也可升級(jí)成365 nm波長光源或365 nm-405 nm波長雙光源，方便研究人員制備以負(fù)性光刻膠為主的結(jié)構(gòu)，滿足客戶的各種需求。

圖6.左圖為利用405nm光源制備的微納電極圖形，右圖為三維灰度圖形

小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)MicroWriter的廣泛應(yīng)用在助力國內(nèi)科研發(fā)展的同時(shí)，也在全球其他有名單位獲得持續(xù)應(yīng)用和好評(píng)，包括斯坦福大學(xué)、東京大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、伯克利大學(xué)（UC Berkeley）和美國航天局（NASA）等，證明了國內(nèi)外研究單位對(duì)其廣泛應(yīng)用及可靠性的認(rèn)可。

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1、小型臺(tái)式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3：https://www.chem17.com/st166724/product_16839518.html