Microusinage de verre photosensible par exposition UV avec un laser excimère ArF (193nm)

Le verre est un matériau prometteur qu'on retrouve dans de nombreuses applications en photonique et en optoélectronique. Au cours de la dernière décennie, un intérêt croissant a été porté sur ce matériau pour la fabrication de micro système électro-mécanique. Les méthodes conventionnelles de micro-usinage de verre sont trop lents, et l'ablation laser conduit à des fissures et une rugosité élevée. Dans ce contexte, le verre photosensible, tels que le Foturan(TM), offrent des avantages notables dans la fabrication de microstructures à deux ou trois dimensions. Pour aborder le problème de fabrication rapide de ces microstructures à faible rugosité, nous avons entrepris une étude de micro-usinage de Foturan(TM) avec un laser excimère ARF ([lambda] = 193 nm ). À notre connaissance, c'est la plus courte longueur d'onde laser jamais utilisée pour l'irradiation du Foturan(TM). Cette technique de micro-usinage se compose de trois grandes étapes: (1) Irradiation laser. (2) traitement thermique et, (3) gravure humide pour éliminer le volume de zones irradiés et recuit. En raison de la forte absorption optique à 193 nm, on s'attendait à ce qu'un meilleur contrôle pourrait être réalisé de l'usinage de la surface par rapport aux résultats précédemment obtenus avec des lasers excimère à 266 et 355 nm, ou avec des lasers femtoseconde. De plus, l'utilisation d'une technique de projection de masques permet l'irradiation de gaufres de dimension relativement importante. Nous avons démontré que la technique permet la fabrication de cratères avec une profondeur maximale ne dépassant pas 35 [micromètres]. Des cratères plus profond, jusqu'à 120 [micromètres], ont été fabriqués à la suite d'une série d'irradiation-recuit-gravure. mous avons fabriqué une série de structures complexes en 3D en utilisant la technique de projection de masques et le balayage du laser. La rugosité de surface des microstructures qui ont été fabriqués sont de l'ordre de 100 nm. Ce qui pourrait être réduits à moins de 10nm par la mise en oeuvre d'un post-traitement de recuit. Les résultats de cette étude ont indiqué clairement la faisabilité de l'utilisation du laser excimère à 193 nm combiné à la projection de masques pour la fabrication rapide de microstructures en verre photosensible en 3 D . Le méthode proposée devrait trouver des applications dans le domaine de la fabrication, par exemple, des dispositifs microfluidiques, ou des composantes spécialisés d'optoélectroniques