微納測試與表征技術(shù)是微納加工技術(shù)的基礎(chǔ)與前提,它包括在微納器件的設(shè)計(jì)、制造和系統(tǒng)集成過程中,對各種參量進(jìn)行微米/納米檢測的技術(shù)。微米測量主要服務(wù)于精密制造和微加工技術(shù),目標(biāo)是獲得微米級(jí)測量精度,或表征微結(jié)構(gòu)的幾何、機(jī)械及力學(xué)特性;納米測量則主要服務(wù)于材料工程和納米科學(xué),特別是納米材料,目標(biāo)是獲得材料的結(jié)構(gòu)、地貌和成分的信息。在半導(dǎo)體領(lǐng)域人們所關(guān)心的與尺寸測量有關(guān)的參數(shù)主要包括:特征尺寸或線寬、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未來,微納測試與表征技術(shù)正朝著從二維到三維、從表面到內(nèi)部、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從單參量到多參量耦合、從封裝前到封裝后的方向發(fā)展。探索新的測量原理、測試方法和表征技術(shù),發(fā)展微納加工及制造實(shí)時(shí)在線測試方法和微納器件質(zhì)量快速檢測系統(tǒng)已成為了微納測試與表征的主要發(fā)展趨勢。不同的表面微納結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的功能,隨著科技的發(fā)展,不同功能的微納結(jié)構(gòu)及器件將會(huì)得到更多的應(yīng)用。目前表面功能微納結(jié)構(gòu)及器件,諸如超材料、超表面等充滿“神奇”力量的結(jié)構(gòu)或器件,的發(fā)展仍受到微納加工技術(shù)的限制。因此,研究功能微納結(jié)構(gòu)及器件需要從微納結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面進(jìn)行廣深入的研究。 高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)通過控制聚焦電子束(光束)移動(dòng)書寫圖案進(jìn)行曝光。常州鍍膜微納加工
高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過電子束直寫或激光直寫制作,這類光刻技術(shù),像“寫字”一樣,通過控制聚焦電子束(光束)移動(dòng)書寫圖案進(jìn)行曝光,具有比較高的曝光精度,但這兩種方法制作效率極低,尤其在大面積制作方面捉襟見肘,目前直寫光刻技術(shù)*適用于小面積的微納結(jié)構(gòu)制作。近年來,三維浮雕微納結(jié)構(gòu)的需求越來越大,如閃耀光柵、菲涅爾透鏡、多臺(tái)階微光學(xué)元件等。據(jù)悉,某公司新上市的手機(jī)產(chǎn)品中人臉識(shí)別模塊就采用了多臺(tái)階微光學(xué)元件,以及當(dāng)下如火如荼的無人駕駛技術(shù)中激光雷達(dá)光學(xué)系統(tǒng)也用到了復(fù)雜的微光學(xué)元件。這類精密的微納結(jié)構(gòu)光學(xué)元件需采用灰度光刻技術(shù)進(jìn)行制作。直寫技術(shù),通過在光束移動(dòng)過程中進(jìn)行相應(yīng)的曝光能量調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)良好的灰度光刻能力。江門微納加工微納加工按技術(shù)分類,主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝。
微納測試與表征技術(shù)是微納加工技術(shù)的基礎(chǔ)與前提,它包括在微納器件的設(shè)計(jì)、制造和系統(tǒng)集成過程中,對各種參量進(jìn)行微米/納米檢測的技術(shù)。微米測量主要服務(wù)于精密制造和微加工技術(shù),目標(biāo)是獲得微米級(jí)測量精度,或表征微結(jié)構(gòu)的幾何、機(jī)械及力學(xué)特性;納米測量則主要服務(wù)于材料工程和納米科學(xué),特別是納米材料,目標(biāo)是獲得材料的結(jié)構(gòu)、地貌和成分的信息。在半導(dǎo)體領(lǐng)域人們所關(guān)心的與尺寸測量有關(guān)的參數(shù)主要包括:特征尺寸或線寬、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未來,微納測試與表征技術(shù)正朝著從二維到三維、從表面到內(nèi)部、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從單參量到多參量耦合、從封裝前到封裝后的方向發(fā)展。探索新的測量原理、測試方法和表征技術(shù),發(fā)展微納加工及制造實(shí)時(shí)在線測試方法和微納器件質(zhì)量快速檢測系統(tǒng)已成為了微納測試與表征的主要發(fā)展趨勢。
基于掩模板圖形傳遞的光刻工藝可制作宏觀尺寸的微細(xì)結(jié)構(gòu),受光學(xué)衍射的極限,適用于微米以上尺度的微細(xì)結(jié)構(gòu)制作,部分優(yōu)化的光刻工藝可能具有亞微米的加工能力。例如,接觸式光刻的分辨率可能到達(dá)0.5μm,采用深紫外曝光光源可能實(shí)現(xiàn)0.1μm。但利用這種光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)宏觀面積的納米/亞微米圖形結(jié)構(gòu)的制作是可欲而不可求的。近年來,國內(nèi)外很多學(xué)者相繼提出了超衍射極限光刻技術(shù)、周期減小光刻技術(shù)等,力求通過曝光光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)大面積的亞微米結(jié)構(gòu)制作,但這類新型的光刻技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。微納加工涉及領(lǐng)域廣、多學(xué)科交叉融合,其較主要的發(fā)展方向是微納器件與系統(tǒng)(MEMS)。
研究應(yīng)著眼于開發(fā)一種新型的可配置、可升級(jí)的微納制造平臺(tái)和系統(tǒng),以降低大批量或是小規(guī)模定制產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。新一代微納制造系統(tǒng)應(yīng)滿足下述要求:(1)能生產(chǎn)多種多樣高度復(fù)雜的微納產(chǎn)品;(2)具有微納特性的組件的小型化連續(xù)生產(chǎn);(3)為了掌握基于整個(gè)生產(chǎn)加工鏈制造的知識(shí),新設(shè)計(jì)和仿真系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程的全部跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行條理化和儲(chǔ)存;(4)為了保證生產(chǎn)的靈活性和適應(yīng)性,應(yīng)確保在分布式制造中各企業(yè)的有效合作,以支撐通過新型商業(yè)生產(chǎn)、管理和物流方法來實(shí)現(xiàn)的中小型企業(yè)在綜合制造網(wǎng)絡(luò)中的有效整合;(5)是一個(gè)擁有更高級(jí)的智能和可靠性、可根據(jù)相應(yīng)環(huán)境自行調(diào)整設(shè)置及生產(chǎn)加工參數(shù)的、可嵌入整個(gè)生產(chǎn)制造行業(yè)的制造系統(tǒng);(6)新型可快速配置和價(jià)格適中的微納制造系統(tǒng),融入了面向任務(wù)和可重復(fù)配置的理念,能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的系統(tǒng)升級(jí)和無縫重復(fù)配置。高精度的微細(xì)結(jié)構(gòu)可以通過電子束直寫或激光直寫制作。潮州微納加工技術(shù)
在過去的幾年中,全球各地的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)已開始集中研究微觀和納米尺度現(xiàn)象、器件和系統(tǒng)。常州鍍膜微納加工
微納加工中,材料濕法腐蝕是一個(gè)常用的工藝方法。材料的濕法化學(xué)刻蝕,包括刻蝕劑到達(dá)材料表面和反應(yīng)產(chǎn)物離開表面的傳輸過程,也包括表面本身的反應(yīng)。半導(dǎo)體技術(shù)中的許多刻蝕工藝是在相當(dāng)緩慢并受速率控制的情況下進(jìn)行的,這是因?yàn)楦采w在表面上有一污染層。污染層厚度常有幾微米,如果化學(xué)反應(yīng)有氣體逸出,則此層就可能破裂。濕法刻蝕工藝常常有反應(yīng)物產(chǎn)生,這種產(chǎn)物受溶液的溶解速率的限制。為了使刻蝕速率提高,常常使溶液攪動(dòng),因?yàn)閿噭?dòng)增強(qiáng)了外擴(kuò)散效應(yīng)。多晶和非晶材料的刻蝕是各向異性的。然而,結(jié)晶材料的刻蝕可能是各向同性,也可能是各向異性的,它取決于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)。晶體材料的各向同性刻蝕常被稱作拋光刻蝕,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生平滑的表面。各向異性刻蝕通常能顯示晶面,或使晶體產(chǎn)生缺陷。因此,可用于化學(xué)加工,也可作為結(jié)晶刻蝕劑。常州鍍膜微納加工