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,、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時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,。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術(shù)的要求,且在微納加工技術(shù)中被大量使用,。江蘇超快微納加工
光刻是半導(dǎo)體制造中常用的技術(shù)之一,,是現(xiàn)代光電子器件制造的基礎(chǔ)。實際應(yīng)用中存在兩個主要挑戰(zhàn):一是與FIB和EBL相比,,分辨率還不夠高,;二是由于直接的激光寫入器逐點生成圖案,因此吞吐量是一個很大的挑戰(zhàn),。對于上述兩個挑戰(zhàn):分辨率方面,,一是可以通過原子力顯微鏡(AFM)或掃描近場顯微鏡(SNOM)等近場技術(shù)來提高,二是可以通過使用短波長光源來提高,,三是可以通過非線性吸收實現(xiàn)超分辨率成像或制造,;制造速度方面,除了工程學(xué)方法外,,隨著激光技術(shù)的發(fā)展,,主要是提出了包括自組裝微球激光加工、激光干涉光刻,、多焦陣列激光直寫等并行激光加工方法來提高制造速度,。并行激光加工技術(shù)可以將二維加工技術(shù)擴(kuò)展到三維加工,為未來微納加工技術(shù)的發(fā)展提供新的方向,;同時可以地廣泛應(yīng)用于傳感,、太陽能電池和超材料領(lǐng)域的表面處理和功能器件制造,對生物醫(yī)學(xué)器件制造,、光通信,、傳感、以及光譜學(xué)等領(lǐng)域得發(fā)展研究具有重要意義,。 張家口激光微納加工提高微納加工技術(shù)的加工能力和效率是未來微納結(jié)構(gòu)及器件研究的重點方向,。
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)移動書寫圖案進(jìn)行曝光,具有很高的曝光精度,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,、多臺階微光學(xué)元件等,。據(jù)悉,蘋果公司新上市的手機(jī)產(chǎn)品中人臉識別模塊就采用了多臺階微光學(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),,通過在光束移動過程中進(jìn)行相應(yīng)的曝光能量調(diào)節(jié),,可以實現(xiàn)良好的灰度光刻能力。
微納制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢統(tǒng)和其他綜合系統(tǒng),;納米生物學(xué)等,。另一方面,微納技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了比較大拓展,。到目前為止,。微納技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于****和民用產(chǎn)品。較主要的應(yīng)用如納米級機(jī)械加工,、電子束和離子束加微納技術(shù)一般指微米、納米級A技術(shù),、掃描隧道顯微加工技術(shù)等,。100nm)的材料、設(shè)計,、制造,、測量、控我國微納制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀制和產(chǎn)品的研究,、加工,、制造以及應(yīng)用技由于受到基礎(chǔ)裝備、工藝技術(shù),、科研術(shù),。在基礎(chǔ)科研以及制造行業(yè)中,微納制經(jīng)費,、行業(yè)基礎(chǔ)等多方面因素的影響,。我造技術(shù)的研究從其誕生之初就一直牢據(jù)行國的微納制造技術(shù)的研究與世界先進(jìn)水平業(yè)的杰出位置。在微納加工過程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積,、化學(xué)沉積和混合方法沉積,。
微納加工技術(shù)的特點:(1)微電子化:采用MEMS工藝,可以把不同功能,、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體,,或形成微傳感陣列、微執(zhí)行器陣列甚至把多種功能的器件集成在一起,,形成復(fù)雜的微系統(tǒng),。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性,、穩(wěn)定性比較高的微電子機(jī)械系統(tǒng),。(2)MEMS技術(shù)適合批量生產(chǎn):用硅微加工工藝在同一硅片上同時可制造出成百上千微型機(jī)電裝置或完整的MEMS,批量生產(chǎn)可較大降低生產(chǎn)成本,。(3)多學(xué)科交叉:MEMS涉及電子,、機(jī)械、材料,、制造,、信息與自動控制、物理,、化學(xué)和生物等多學(xué)科,,并集約當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的許多成果。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,。江蘇超快微納加工
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,。江蘇超快微納加工
目前微納制造領(lǐng)域較常用的一種微細(xì)加工技術(shù)是LIGA。這項技術(shù)由于可加工尺寸小,、精度高,,適合加工半導(dǎo)體材料,因而在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中得到普遍的應(yīng)用,,其較基礎(chǔ)的中心技術(shù)是光刻,,即曝光和刻蝕工藝。隨著LIGA技術(shù)的發(fā)展,,人們開發(fā)出了比較多種不同的曝光,、刻蝕工藝,以滿足不同精度尺寸,、生產(chǎn)效率等的需求,。LIGA技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,,工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,但是這項技術(shù)的基本原理決定了它必然會存在的一些缺陷,,比如工藝過程復(fù)雜,、制備環(huán)境要求高(比如需要凈化間等)、設(shè)備投入大,、生產(chǎn)成本高等,。江蘇超快微納加工