Dalla progettazione alla topografia microstrutturata:
Dalla progettazione alla topografia microstrutturata: una panoramica sulla litografia Maskless Grayscale
La litografia in scala di grigi è una tecnologia avanzata utilizzata per realizzare micro e nanostrutture tridimensionali con gradienti di altezza. Grazie a questo metodo è possibile produrre superfici strutturate con micro e nano topografie, aprendo la strada a numerose applicazioni in micro-ottica e nanofotonica.
Nella litografia laser in scala di grigi, il modello CAD viene tradotto in valori di grigio: ogni valore corrisponde a un preciso livello di intensità di esposizione. Durante l’esposizione, l’intensità del laser viene modulata pixel per pixel, controllando con estrema precisione la profondità. In un’unica esposizione si possono ottenere fino a 1000 livelli di grigio, garantendo massima risoluzione verticale senza necessità di complessi allineamenti.
Il substrato esposto può essere successivamente trattato con tecniche come incisione ionica reattiva o galvanoplastica, creando strutture 2,5D. Questa tecnologia è scalabile fino a substrati di 1,4 x 1,4 m². Le sfide tipiche della litografia in scala di grigi, come stitching o non linearità, vengono superate con soluzioni avanzate: esposizioni multi-pass e distribuzioni ottimizzate dei valori di grigio.
Le principali applicazioni della litografia in scala di grigi riguardano gli elementi micro-ottici: lenti di Fresnel, reticoli fiammati, microlenti e array di microlenti, fondamentali per la micro-ottica moderna. Questa tecnica è usata anche per la produzione di MEMS, MOEMS, microfluidica e superfici funzionalizzate. I sistemi DWL rappresentano i nostri pacchetti dedicati, disponibili in versioni da Standard a Professional.
Accanto a questa tecnologia esiste la litografia a scansione termica a sonda in scala di grigi (t-SPL), disponibile con i sistemi NanoFrazor Explore e Scholar. In questo caso si utilizzano punte termiche ultra affilate per modellare strutture 3D ad alta risoluzione mediante evaporazione di resistenze termosensibili.
Questa tecnica non richiede sviluppo a umido, non danneggia il substrato e garantisce una risoluzione laterale < 25 nm e una risoluzione verticale < 1 nm grazie alla modalità closed-loop. Le applicazioni spaziano dalla nanofotonica (ologrammi computer-generated, guide d’onda multimodali 3D, accoppiatori a griglia) fino alla nanofluidica e all’ottica elettronica (3D-phase plates e componenti nanostrutturati).
Grazie a queste soluzioni, la litografia in scala di grigi rappresenta oggi una delle tecnologie più avanzate per la fabbricazione di superfici micro e nano strutturate ad altissima precisione.
