マスクレスグレースケールリソグラフィによるマイクロレンズアレイ作製

出典: finemems

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目次

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3Dマイクロ構造体を正確に制御する作製するためにマスクレス グレースケール リソグラフィを用いている。マスクレス露光システムを用いて,多層UV露光パターンをデジタル情報で作製する。露光パターンと露光時間を変えることで,UV照射量を正確に変えることができる。マスクレス露光システムは種々の3Dパターンを低コスト,短時間で作製することができる。直径100μm,高さ17μmの球面・非球面マイクロレンズアレイのポジレジストパターンをマスクレス グレースケール リソグラフィで作製している。さらに,作製したレジストをマスクにして,RIEでシリコン基板にパターンを転写している。

構造

図1はフォトレジストで形成した球面・非球面マイクロレンズアレイのSEM写真である。直径100μmまたは300μmのレンズが形成されている。図2はレンズアレイ表面をレーザー顕微鏡で測定したもので,均一で滑らかなパターンができていることが分かる。 また,図3は,上述のレンズをマスクにしてRIEでシリコン基板にパターンを転写した結果である。

特性・性能・評価

直径100μmのレンズの形状を図4に示す。光の透過する領域(レンズ直径の80%)における設計値との最大誤差,平均誤差,標準偏差は球面レンズではそれぞれ0.6μm,0.3μm,0.2μmであった。また,非球面レンズでは,1.6μm,0.6μm,0.5μmであった。表面粗さは20nmであった。さらに,Siに転写したレンズでは,3.6μm,2.4μm,0.8μmで,表面粗さは2nmであった(図5)。

文献情報,参考文献

Kentaro Totsu, Kenta Fujishiro, Shuji Tanaka, Masayoshi Esashi, “Fabrication of three-dimensional microstructure using maskless gray-scale lithography”, Sensors and Actuators A 130-131 (2006) pp.387-392

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