从微纳结构研究，到MEMS器件开发；从新型材料验证，到光电器件、微流控芯片等前沿领域探索，科研创新往往始于一个新的想法，而要将这些想法真正转化为可验证、可迭代的器件结构，高精度、高灵活性的光刻技术是不可或缺的重要环节。
与量产制造不同，科研场景往往面临样品尺寸多样、材料体系复杂、图形结构灵活、工艺迭代频繁等特点，对光刻设备的适应能力、图形直写能力以及工艺灵活性提出了更高要求。
为满足高校科研用户的多元化需求，芯碁微装推出的MLC系列科研直写光刻机，以更灵活的图形制作能力，为科研创新提供更加便捷的光刻解决方案。该设备采用先进的数字光刻技术，无需掩模版，能够直接将版图信息转移到涂有光刻胶的衬底上。MLC 系列直写光刻机功能灵活、体积小、性价比高，专为各高校、实验室及研究机构量身打造。其主要应用产品包括各类MEMS制作、微纳器件制作、掩模板制作等。
图1.芯碁科研直写光刻机——MLC系列
产品型号及解析能力
针对高校科研用户在解析精度、产能及设备配置等方面的差异化需求，芯碁微装推出 MLC 600 与 MLC Lite 两款科研直写光刻机，覆盖不同层次的科研应用需求。
其中，MLC 600在精度、产能及配置方面更优，提供三种镜头模式，并且三种镜头可灵活更换，可根据不同科研任务灵活选择。三种模式下，最小特征尺寸（孤立线）分别可达 0.5 μm、0.8 μm和1.7 μm，最小线宽/线距（1：1密集线）分别可达 0.6 μm、1 μm和2 μm，兼顾高解析能力与多样化科研需求。
MLC Lite 则更加注重科研应用的性价比与灵活配置，同样提供三种镜头模式，最小特征尺寸分别可达 0.5 μm、1 μm和2 μm，最小线宽/线距分别可达 0.8 μm、1.2 μm和2.5 μm，为不同预算及精度需求的科研用户提供更具针对性的选择。
图2展示了MLC 600曝光显影后的0.5μm的1：1密集线。
图2. L/S=0.5μm的1：1密集线
案例展示
生物芯片：助力生物科研快速实现结构验证
在生物医学与生命科学研究中，生物芯片技术正逐渐成为实现高通量分析与微尺度实验的重要平台。其中，微流控芯片通过在微小尺度下精确操控流体，实现对细胞、试剂及生化反应过程的精细调控，被广泛应用于疾病检测、药物筛选及单细胞分析等前沿研究方向。
微流控芯片通常包含复杂的微通道网络、反应腔体及功能结构，对图形尺寸精度、边缘质量以及结构一致性均提出了较高要求，尤其在高校科研中，往往需要根据实验需求不断调整设计方案并快速迭代验证。
MLC可实现复杂微流控图形的快速曝光，有效支持多样化设计需求与高频次工艺优化。在微流控芯片的制备过程中，对直写光刻工艺的分辨率、对准精度以及图形保真度均有较高要求，以确保微尺度结构能够准确还原设计意图。图3展示了MLC曝光显影后的微流控芯片图形。
图3.微流控芯片
光学器件：精细图形，构筑光的无限可能
在光学与光电领域，微纳结构是实现光场调控、传输与转换的重要载体。从光束整形到光信号传输，从传统光学器件到新型集成光子器件，越来越多的光学功能正通过微纳结构实现。针对高校科研中结构设计多样、实验迭代频繁的特点，MLC以灵活的直写曝光能力，为光学器件研发提供高效的图形化加工手段。
DOE（衍射光学元件）通过精细的微纳结构实现对光束相位与振幅的精确调控，可用于光束整形、分光及复杂光场调控等研究。这类器件对直写光刻工艺提出了较高要求，需要具备亚微米级甚至更高的分辨能力，以保证相位分布的精确性；同时对曝光剂量与结构深度控制的稳定性要求较高，以实现设计结构与实际光学性能的一致性。图4展示了MLC曝光后的DOE形貌。
图4. DOE
光波导则通过特定的微纳结构实现光信号的约束与传输，是集成光子学与片上光路的重要基础结构。在直写光刻工艺中，光波导通常要求具备低侧壁粗糙度以降低传播损耗，对线宽均匀性（CDU）提出严格要求，以确保不同区域波导尺寸的一致性，从而保证模式传输的稳定性与器件性能的可重复性。图5展示了MLC曝光显影后的光波导形貌。
图5.光波导
高深宽比及厚胶结构：纵向延伸，构筑复杂微结构
在微纳加工领域，随着器件结构不断向三维化、立体化发展，高深宽比结构逐渐成为重要的结构形式。相比常规平面图形，高深宽比结构对光刻胶厚度、曝光能量、图形分辨率以及结构形貌控制提出了更高要求。
MLC可支持高深宽比及厚胶结构的科研制备，在保证图形分辨率的同时实现对三维结构形貌的精确控制，满足复杂微结构加工中的多样化需求。从精细线条到深槽、微柱等复杂结构，MLC能够快速完成不同结构的曝光与验证，显著提升工艺开发与结构迭代的效率，为微纳加工研究提供更加灵活的实验手段。图6展示了MLC曝光显影后的高深宽比及厚胶结构形貌。
（a）高深宽比结构
（b）厚胶结构
图6.高深宽比及厚胶结构
高灰度结构：从平面图形，走向多级结构
在微纳光刻研究中，传统光刻主要实现“曝光”与“未曝光”的二值图形，而高灰度光刻则能够通过控制不同区域的曝光剂量，形成具有不同高度或不同结构深度的多级微纳结构，为复杂三维结构的制备提供新的工艺手段。
芯碁可实现多级灰度图形的曝光，通过对曝光剂量的精细控制，实现不同区域的光刻胶厚度变化，满足科研人员对复杂微结构、渐变结构及多级结构的探索需求。图7展示了曝光显影后的微镜阵列和圆锥结构。
（a）微镜阵列
（b）叉形光栅
图7.微镜阵列和叉形光栅
结语
科研探索不断延伸，对光刻技术需求日益多元，多样的应用场景对精度与工艺灵活性提出要求。MLC系列科研直写光刻机以高精度直写曝光能力，为高校科研提供便捷微纳加工手段，加速创新落地。
未来，芯碁微装将持续聚焦科研用户需求，以更加灵活、高效的直写光刻技术，为微纳加工与前沿科研探索提供有力支撑，助力每一个创新构想从设计走向现实。