科创中国

光学灰度掩模是微纳光学元器件、各种三维微纳米结构批量制作的光投影模板。这样的模板是通过改变其上不同位置的光透射率，进而控制光学曝光时光刻胶上相应位置的曝光强度，实现三维微加工的一种技术，已经广泛用于微光学、微机械、微电子等行业。本发明的基于金属-金属氧化物（MOTO）的光学灰度掩模，较目前处于行业垄断地位的美国专利技术—基于高能束敏感（HEBS）玻璃的掩模板更为简单和便宜。HEBS玻璃的感光材料成分复杂，且需要真空电子束直写，导致了HEBS玻璃灰度掩模的价格较高。此外，掩模制作过程中电子束的散射导致的邻近效应会致使不同深度处的灰度分布不均，降低复杂结构的实际分辨率。

1. 采用金属作为掩模基底材料，成分简单，材料的选择性多，有成熟真空镀膜工艺制作金属薄膜；2. 激光直写作为制备工具，对环境要求低，制作成本很低；3. 制作出的掩模几乎可实现连续灰度分布，灰度柔和真实；4. 超分辨激光技术可使得每个灰度点小到纳米尺度，图像分辨率非常高；5. 模板保质时间长，通过保护膜技术则保质时间更长。

目前，仅微光学器件制造就有几十亿美元的市场，加上微机械、微电子的应用，其市场很大且前景广阔。掩模是一个消耗品，且不同的器件需要不同的掩模，导致掩模实用场景很多。目前，我国制造掩模的厂家有上百家，但所用的技术、设备和材料多为国外技术，受到了多方面的制约，限制了我国自有技术的发展。

我们的发明提供了一种全新的材料和工艺，获得了一种制备简便，低成本的光学灰度掩模制备技术，在灰度掩模工业中有很大的应用前景，也会产生很高的经济利益。

国家纳米中心现有3个中国科学院重点实验室，分别是中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室、中国科学院纳米标准与检测重点实验室和中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室，涵盖了纳米器件、纳米材料、纳米生物效应与安全性、纳米表征、纳米标准、纳米制造与应用基础等6个研究室。纳米中心于2018年后成立了理论室、纳米加工实验室及智能传感室，此外还建有一个雾霾健康效应与防护北京市重点实验室和两个北京市工程中心（北京市纳米生物医学检测工程技术研究中心、北京市纳米材料工程技术研究中心等）,北京市科普基地、北京市纳米材料研发国际合作基地、国家纳米材料研发国际科技合作示范基地。纳米中心设有纳米技术发展部，建有纳米检测、纳米加工和纳米生物技术3个技术支撑平台，1个发展研究中心，是全国纳米技术标准化技术委员会（SAC/TC279）、中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室技术委员会纳米专业委员会、中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会的挂靠单位，纳米科技产业技术创新战略联盟理事长单位。纳米中心与英国皇家化学会联合主办的英文期刊《Nanoscale》受到国内外学界的广泛关注。

目前，仅微光学器件制造就有几十亿美元的市场，加上微机械、微电子的应用，其市场很大且前景广阔。掩模是一个消耗品，且不同的器件需要不同的掩模，导致掩模实用场景很多。目前，我国制造掩模的厂家有上百家，但所用的技术、设备和材料多为国外技术，受到了多方面的制约，限制了我国自有技术的发展。

我们的发明提供了一种全新的材料和工艺，获得了一种制备简便，低成本的光学灰度掩模制备技术，在灰度掩模工业中有很大的应用前景，也会产生很高的经济利益。

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