德州仪器（Ti）的空间光调制器芯片DMD（数字微镜器件，所有基于DLP®的系统中的中央芯片）在过去5-7年中一直用于多种无掩模光刻应用。通常，这些应用已被用于PCB光刻。 由于器件在较短波长下的使用寿命有限，使用低于320nm的照明的应用是不可行的。DMD处理的新进展大大改善了DMD的使用寿命。本文将介绍UV-A DMD无掩模光刻的背景，并演示新工艺在311nm和266nm处延长DMD的使用寿命。
基于DMD的320nm以下紫外光应用可靠性研究
许多大学、研究中心和终端设备制造商已经发表了多篇关于使用DMD的无掩模光刻的论文。利用DMD的生产系统已经由多家原始设备制造商推出。 通常，这些工具选择使用多个中到高分辨率DMD以实现高数据吞吐量，并在365-410nm范围内工作。典型工作条件是在DMD上的3-5W / cm2 照明，温度保持在30°C以下。 基于这些条件，制造商已经能够将DMD系统稳定运行。
设备在 UV-A 范围内的 3.4W/cm2 、25°C条件下始终表现出超过 3000 小时的运行时间。生产合格的UV DMD中使用的标准UV窗口具有320-400nm的可用透射率区间。为了在低于此值的波长下测试和操作设备，需要一个低于320nm的高透射率的特殊窗口。
DMD是一种微光电机电器件（MOEM），是MEMS行业（微机电系统）的光学子集。该器件是一个由多达280万个扭转铰链安装的微型反射镜组成的阵列。来自镜子下方记忆单元的静电致动镜子在扭转铰链上旋转，使其倾斜到“关闭”或“打开”位置，水平方向+/-12度。大部分设备用于三个主要市场：数字影院（>90%的市场份额），前置投影系统（会议室、家庭影院、教室等）和背投HDTV。该技术支持的产品范围包括250px3微投影模块，现在嵌入到手机中，到剧院屏幕的40，000流明影院产品，并且是最高质量要求应用的首选成像技术，包括奥斯卡颁奖典礼和2008年北京奥运会开幕式/闭幕式。
DMD技术的主要优点包括高可靠性、高开关速度以及具有大批量生产能力的大型装配工厂。迄今为止，全球每个市场已售出超过2000万套基于DMD的系统。
标准 DMD 应用适用于可见光波长，以及对设备上允许照射多少紫外光以达到最大使用寿命有指定的限制。此外DMD上的窗口具有针对可见光波长优化的抗反射涂层，透射率在380nm以下急剧下降。开发低至340nm的高透射率新窗口开放紫外线应用市场的机会以DMD为中心进行开发。操作超过3000小时始终如常工作。
采用基于DMD的UV系统的新兴行业主要以无掩模光刻为中心。通过并行使用多个高分辨率 DMD 来实现高吞吐量，从而实现降低成本和提高灵活性的目标。已经发布的无掩模系统与传统的基于掩模的光刻系统的速度相比较，具有无需检查、管理或维修光掩模的额外好处，并且能够在数小时而不是数天内将新设计转变为产品 。
DMD通过能够在较低波长下工作而增强了分辨较小特征和处理更高功率光的能力。请注意，以前用于UV-A产品的窗口在266nm处不具有良好的透射率。已经制造了带有适当防反射涂层的蓝宝石或石英的特殊窗口。
UV-C波长（265nm）的测试在德克萨斯大学奥斯汀分校使用高功率飞秒脉冲激光器进行。 每个脉冲的范围为2.1-3.5 mJ/cm2，并以每秒10个脉冲的速度循环。通过在时间零点进行反射功率测量并与后续测量进行比较来评估器件的性能。测量设备的温度为37°C。
对设备的初始测试显示，在300，000-500，000次照射中反射功率迅速下降降至初始功率的70%以下。在UT-Austin进行的测试是在相同的条件下进行的，但结果大不相同。图5所示的初步测试结果如下，预计UV-C激光照射次数至少提高了10倍 。
这些非常初步的结果表明，在UV-C条件下工作时，DMD的使用寿命能力显著提高。
总结
DMD在UV-A波长中的有用操作已经为人所知并被利用了好几年。由于器件在266nm处的快速退化，因此无法在合理的使用寿命内进行UV-C操作。根据早期的测试结果，工艺改进使UV-C操作的使用寿命缩短了一个数量级。
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