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在微纳制造领域，传统光刻图案转移技术存在依赖真空、易产生缺陷等问题。研究人员开展激光烧蚀聚合物实现图案转移（LiPT）的研究，发现 LiPT 可在常压下进行，且有独特物理化学过程，为可持续制造提供新思路。
在微纳制造的广阔天地里，光刻图案转移技术堪称基石，它决定着微电子产品和各种微纳结构的 “精细模样”。传统的光刻图案转移方法就像一群 “老工匠”，在漫长的发展历程中不断打磨技艺。早期，湿化学蚀刻凭借光刻胶掩模在微纳制造舞台上大展身手，可随着集成度要求 “节节攀升”，它逐渐暴露出短板。各向同性的蚀刻特性使得加工精度受限，难以满足日益精细的尺寸需求，就好比用一把 “大刷子” 在微小的画布上作画，怎么也画不出细腻的线条。
后来，等离子体技术这股 “新势力” 强势崛起，凭借各向异性蚀刻能力，在微纳制造领域站稳脚跟。它能实现更精准的图案转移，让微纳结构的尺寸精度和表面质量都有了质的飞跃。但这一技术也并非完美无缺，它对真空环境的依赖就像被一条无形的绳索束缚，不仅增加了设备成本和工艺复杂性，还限制了其在一些特殊场景中的应用。而且，在蚀刻过程中，离子入射和化学反应会引发各种复杂问题，比如侧面刻蚀、轮廓变形和粗糙度增加等，这些问题就像一个个 “小恶魔”，时不时地出来捣乱，影响着微纳结构的质量。
面对这些难题，研究人员踏上了寻找新方法的征程。来自国外的研究团队（作者单位为国外）在这个关键时刻挺身而出，开展了一项关于激光烧蚀聚合物实现光刻图案转移（Laser - Induced Pattern Transfer，LiPT）的研究，成果发表在《Applied Surface Science Advances》上。这项研究就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为微纳制造领域带来了新的希望。
在研究过程中，研究人员主要采用了光刻技术、激光烧蚀技术和多种显微成像技术。光刻技术用于在聚合物表面制备特定图案的光刻胶掩模，就像为后续的激光烧蚀 “绘制蓝图”；激光烧蚀技术则是整个研究的核心 “武器”，通过不同波长的准分子激光（193nm、248nm、308nm）对样品进行照射，实现图案转移；多种显微成像技术（光学显微镜 OM、白光干涉显微镜 WLIM、扫描电子显微镜 SEM）就像 “火眼金睛”，帮助研究人员清晰观察样品表面的微观结构变化。
研究结果可谓硕果累累。在研究激光能量密度和脉冲数对烧蚀行为及图案转移的影响时，研究人员发现聚酰亚胺（PI）的激光烧蚀速率能较好地符合经典激光烧蚀方程 Ra (F)=αeff-1*ln(F/Fth)，而光刻胶（PR）的烧蚀行为却更为复杂，这可能是因为光刻胶成分多样，且激光在烧蚀等离子体中的吸收情况不同。从图案转移过程来看，随着激光脉冲数增加，光刻胶和聚酰亚胺都会被烧蚀，光刻胶高度不断降低，聚酰亚胺凹槽深度持续增加。而且，通过调整激光能量密度，能够灵活调节图案转移的选择性，就像转动一个 “精准旋钮”，可以根据实际需求控制图案的高度比例。
在观察图案转移的微观结构时，研究人员有了许多有趣的发现。激光烧蚀会在聚酰亚胺表面形成独特的锥形结构，这种结构的出现和聚合物表面对激光烧蚀的局部抗性变化有关。锥形结构底部周围还会出现类似衍射图案的环形结构，这可能是由掩模边缘的衍射和锥形结构侧壁的反射共同作用导致的。此外，在倾斜激光照射下，图案会出现不对称现象，产生沟槽和凸起，这是因为激光照射角度改变，引发了阴影效应和侧壁照射等新情况。而当使用 308nm 波长激光时，光刻胶掩模稳定性不足，容易出现分层和熔化等问题，导致多脉冲图案转移难以实现。
综合研究结果和讨论部分，激光烧蚀聚合物实现光刻图案转移技术意义重大。它打破了传统技术对真空环境的依赖，为微纳制造开辟了一条常压下的新路径，大大降低了生产成本和工艺复杂性。同时，该技术还展现出丰富的物理化学过程，如光吸收、散射、热传导、应力产生和材料烧蚀等，这些过程相互交织，为精确控制图案转移提供了更多可能。而且，通过合理选择工艺参数和掩模材料，这项技术可以广泛应用于多种材料，有望推动微纳制造领域朝着更高效、更可持续的方向发展，就像为微纳制造这台 “大机器” 注入了一股强大的新动力，让它在未来的科技发展中发挥更大的作用。
