東京大學等成功利用極紫外光實現薄膜的微細加工

 

刊登日期:2020/6/19
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日本東京大學與量子科學技術研究開發機構(QST)、宇都宮大學、產業技術總合研究所(AIST)的研究團隊將極紫外光做為近紅外波段的飛秒雷射光(Femtosecond Laser)的高次諧波(Higher Harmonic)使其發光,並將極紫外光集光至繞射極限(Diffraction Limit)對試樣照射,進而實現了次微米(Sub-μm)等級的微細加工。

研究團隊將近紅外飛秒雷射脈衝對氬氣進行集光,使其產生極紫外光波段的高次諧波光(27.2–34.3nm),並將高次諧波光利用獨家開發的高數值孔徑(Numerical Aperture)之高精度橢圓球體反射鏡集光至繞射極限的1.48×0.79μm(半高寬值),對丙烯酸系樹脂(PMMA)薄膜與金屬奈米粒子防鍍薄膜進行照射,因此實現了次微米尺寸的微細加工。

此外,雷射發數200 shot照射時為了實現微細加工,照射強度的低限為PMMA薄膜0.42mJ/cm2,金屬奈米粒子防鍍薄膜則是需要0.17mJ/cm2。而PMMA薄膜為了實現1 shot照射的微細加工,照射強度的低限為14.0mJ/cm2,因此利用改變發數,透過實驗結果解析得到相關數據。

另一方面,研究團隊以高次諧波光照射PMMA薄膜後,並利用顯微拉曼光譜法(Micro-Raman Spectroscopy)觀察加工痕跡,確認隨著加工,PMMA薄膜內的聚合物主鏈被切斷,產生了結晶構造的微觀變化。

透過此項研究,確認將極紫外光波段的高次諧波光利用高精度反射光學元件進行集光的話,可以實現次微米程度的微細加工。利用此項成果,將可大幅擴大雷射微細加工的可能性,廣泛應用於今後的微細加工製程。


資料來源: http://www.optronics-media.com/news/20200515/64494/
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