中国教育装备采购网 【立即登录】 【免费注册】
资讯
专题
人物访谈
政府采购
产品库
求购库
企业库
院校库
案例·技术
会展信息
行业日历
体采通

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

中国教育装备采购网 2020/7/6 12:08:14 围观0次 我要分享

  近年来,实现微纳尺度下的3D灰度结构在包括微机电(MEMS)、微纳光学及微流控研究领域内备受关注,良好的线性侧壁灰度结构可以很大程度上提高维纳器件的静电力学特性,信号通讯性能及微流通道的混合效率等。相比一些获取灰度结构的传统手段,如超快激光刻蚀工艺、电化学腐蚀或反应离子刻蚀等,灰度直写图形曝光结合干法刻蚀可以更加方便地制作任意图形的3D微纳结构。该方法中,利用微镜矩阵(DMD)开合控制的激光灰度直写曝光表现出更大的操作便捷性、易于设计等特点,不需要特定的灰度色调掩膜版,结合软件的图形化设计可以直观地获得灰度结构[1]

  由英国皇家科学院院士,剑桥大学Russell Cowburn教授主导设计研制的小型无掩膜激光直写光刻仪(MicroWriter, Durham Magneto Optics),是一种利用图形化DMD微镜矩阵控制的直写曝光光刻设备。该设备可以在无需曝光掩膜版的条件下,根据用户研究需要,直接在光刻胶样品表面上照射得到含有3D灰度信息的曝光图案,为微流控、MEMS、半导体、自旋电子学等研究领域提供方便高效的微加工方案。此外,它还具备结构紧凑(70cm × 70cm ×70cm)、高直写速度,高分辨率(XY ~ 0.6 μm)的特点。采用集成化设计,全自动控制,可靠性高,操作简便。目前在国内拥有包括清华大学、北京大学、中国科技大学、南京大学等100余家应用单位,受到广泛的认可和好评。

  结合MicroWriter的直写曝光原理,通过软件后台控制DMD微镜矩阵的开合时间,或结合样品表面的曝光深度,进而可以实现0 - 255阶像素级3D灰度直写。为上述相关研究领域内的3D线性灰度结构应用提供了便捷有效的实验方案。

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

图1 利用MicroWriter在光刻胶样品表面上实现的3D灰度直写曝光结果,其中左上、左下为灰度设计原图,右上、右下为对应灰度曝光结果,右上莲花图案实际曝光面积为380 × 380 um,右下山水画图案实际曝光面积为500 × 500 μm

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

图2 利用MicroWriter实现的3D灰度微透镜矩阵曝光结果,其中SEM形貌可见其优异的平滑侧壁结构

  厦门大学萨本栋微纳米研究院的吕苗研究组利用MicroWriter的灰度直写技术在硅基表面实现一系列高质量的3D灰度图形转移[2],研究人员通过调整激光直写聚焦深度以及优化离子刻蚀工艺,获得具有良好侧壁平滑特征的任意3D灰度结构,其侧壁的表面粗糙度低于3 nm,相较此前报道的其他方式所获得的3D灰度结构,表面平滑性表现出显著的优势。MicroWriter的灰度曝光应用为包括MEMS,微纳光学及微流控等领域的研究提供了优质且便捷的解决方案。

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

图3 利用MicroWriter激光直写在硅基表面实现图形转移过程示意图

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

图4 利用MicroWriter激光直写曝光在硅基表面转移所得的3D灰度结构的实际测量结果与理论设计比较,其中图a中红色散点表示实际图形结构的纵向高度,黑色曲线为图案设计结果;图b中左为设计图形的理论各点高度,右为实际转移结果的SEM形貌结果,其中标准各对应点的实际高度。综上可以看出其表现出优异的一致性

“微莲花,微祝福”| 无掩膜激光直写光刻仪3D灰度曝光应用

图5 利用AFM对抛物面硅基转移结构的精确测量与分析,可以看到起侧壁的表面平滑度可以小至3 nm以下,表现出优异的侧壁平滑性

  利用MicroWriter激光直写曝光技术,不仅可以直接制备任意形状的硅基微纳灰度结构,而且可以将制备的3D结构作为模具、电镀模板或牺牲层来应用在其他材料上,如聚合物、金属或玻璃等。这种直观化的激光直写技术在诸多维纳器件研究领域中表现出显著的应用优势和开发前景。

  参考文献:

  [1] Hybrid 2D-3D optical devices for integrated optics by direct laser writing. Light Sci. Appl. 3, e175 (2014)

  [2] Fabrication of three-dimensional silicon structure with smooth curved surfaces. J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS 15(3), 034503

  相关参考:

  英国皇家科学院院士、剑桥大学教授Russell Cowburn介绍:https://www.phy.cam.ac.uk/directory/cowburnr

  相关产品信息:

  小型台式无掩膜光刻机-Microwriter ML3:https://www.caigou.com.cn/product/20160315755.shtml

点击进入QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司展台查看更多 来源:中国教育装备采购网 作者:Quantum量子科学仪器贸易(北京)有限公司 责任编辑:王道 我要投稿
2020全国教育装备云展会
采购网二维码

扫一扫,欢迎关注

教育装备采购网官方微信

掌握教育装备行业最新、最权威资讯

相关阅读

  • 技术线上论坛 | QD中国邀请您参加4月22日《微纳加工精益求精—无掩模光刻技术和扫描热探针光刻技术》线上讲座

    技术线上论坛 | QD中国邀请您参加4月22日《微纳加工精益求精—无掩模光刻技术和扫描热探针光刻技术》线上讲座
    中国教育装备采购网04-20
    [报告主题及简介]报告一:无掩模光刻技术最新进展-全新亚微米分辨直写技术在微纳器件制备中的应用在制备新型微电子、自旋电子学、传感器等器件时,通常...
  • “微”祝福|小型台式无掩膜光刻落户深圳大学为您献上微加工的圣诞祝福

    “微”祝福|小型台式无掩膜光刻落户深圳大学为您献上微加工的圣诞祝福
    中国教育装备采购网12-25
    由英国皇家科学院院士、剑桥大学卡文迪许实验室RussellCowburn教授亲自设计并研发的小型台式无掩膜激光直写仪(MicroWriterML3,DurhamMagnetoOptics,L...
  • 成果速递|小型无掩膜光刻直写系统(MicroWriter)在复旦大学包文中教授课题组的最新研究应用

    成果速递|小型无掩膜光刻直写系统(MicroWriter)在复旦大学包文中教授课题组的最新研究应用
    中国教育装备采购网10-15
    随着电子信息产业的高速发展,集成电路的需求出现了井喷式的增长。使得掩膜的需求急剧增加,目前制作掩膜的主要技术是电子束直写,但该制作效率非常低...
  • nano-Dog突破纳米加工尺寸极限

    nano-Dog突破纳米加工尺寸极限
    中国教育装备采购网03-09
    近期,瑞士swisslitho公司利用3d纳米高速直写设备完成了nano-dog贺卡的制作,尺寸仅有9.2mx5.5m,z轴精度1nm,突破了纳米加工尺寸的极限,是目前精度最...
  • Quantum参加第六届国际纳米科技会议

    Quantum参加第六届国际纳米科技会议
    QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司09-16
    第六届中国国际纳米科学技术会议(ChinaNano2015)于2015年9月3-5日在北京国际会议中心成功召开。大会邀请中国科学院院长白春礼院士作为大会主席,Prof....
  • 光电所研制出3米长光栅复制光刻机
    上海研生实业有限公司12-10
    近日,一种新型“3米长光栅复制光刻机”在中科院光电技术所研制成功。这是该所继成功研发URE-2000系列大面积曝光机后创新研发的一项新型精密光刻设备。该机在母尺和工件间抽真空,采用蝇眼透镜的...
  • 版权与免责声明:

    ① 凡本网注明"来源:中国教育装备采购网"的所有作品,版权均属于中国教育装备采购网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国教育装备采购网"。违者本网将追究相关法律责任。

    ② 本网凡注明"来源:XXX(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

    ③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

    2020全国教育装备云展会