一种多功能无掩模显微镜投影光刻系统及其在光导向 DNA 微阵列制备中的应用

我们提出一种无掩模显微镜投影光刻系统(MPLS)，其中光掩模已被数字微镜器件型空间光调制器(DMD, Texas Instruments)取代。采用视频投影技术，以计算机上设计为位图图像的高分辨率图案，通过由约 786000 个可独立寻址倾斜微镜组成的微镜阵列显示。DMD 位于无限校正显微镜的像平面，被投影到置于物镜焦平面的基底上。使用 5x(0.25 NA) Fluar 显微镜物镜，实现图像五倍缩小至总面积 9 mm2、最小特征尺寸 3.5 微米。我们的系统可在可见光范围及近紫外(365 nm 汞线附近光强高达 76 mW/cm2)使用。我们开发了廉价简单的方法以实现投影图案的精确聚焦与图像质量控制。我们的 MPLS 最初为光导向原位合成 DNA 微阵列而设计。一个要求是高紫外强度以使制备过程足够短。另一要求是在小距离(约 5 微米)上充足对比度。这对实现高特征密度(即基底上并行合成不同 DNA 序列的分离位点)同时使杂散光诱导 DNA 序列错误数保持较小是必要的。我们展示了该装置在光导向 DNA 芯片合成中的性能并讨论其优势与局限。