基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程:掩模(mask)制备、图形形成及转移(涂胶、曝光、显影)、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜(抗蚀胶),曝光系统把掩模板的图形投射在(抗蚀胶)薄膜上,光(光子)的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用,形成微细图形的潜像,再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口,后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。光刻胶是微纳加工中微细图形加工的关键材料之一。扬州微纳加工器件

高精度的微细结构可以通过电子束直写或激光直写制作,这类光刻技术,像“写字”一样,通过控制聚焦电子束(光束)移动书写图案进行曝光,具有很高的曝光精度,但这两种方法制作效率极低,尤其在大面积制作方面捉襟见肘,目前直写光刻技术适用于小面积的微纳结构制作。近年来,三维浮雕微纳结构的需求越来越大,如闪耀光栅、菲涅尔透镜、多台阶微光学元件等。据悉,苹果公司新上市的手机产品中人脸识别模块就采用了多台阶微光学元件,以及当下如火如荼的无人驾驶技术中激光雷达光学系统也用到了复杂的微光学元件。这类精密的微纳结构光学元件需采用灰度光刻技术进行制作。直写技术,通过在光束移动过程中进行相应的曝光能量调节,可以实现良好的灰度光刻能力。扬州微纳加工器件微纳加工按技术分类,主要分为平面工艺、探针工艺、模型工艺。

通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜,才可获得所需的结构或元件。刻蚀技术,是按照掩模图形对衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术,可分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀较普遍、也是成本较低的刻蚀方法,大部份的湿刻蚀液均是各向同性的,换言之,对刻蚀接触点之任何方向腐蚀速度并无明显差异。而干刻蚀采用的气体,或轰击质量颇巨,或化学活性极高,均能达成刻蚀的目的。其较重要的优点是能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高刻蚀率两种优点。干法刻蚀能够满足亚微米/纳米线宽制程技术的要求,且在微纳加工技术中被大量使用。
微纳加工:干法刻蚀VS湿法刻蚀!刻蚀工艺:用化学或物理方法有选择性地从某一材料表面去除不需要那部分的过程,获得目标图形。在半导体制造中有两种基本的刻蚀工艺:干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀的刻蚀剂是等离子体,是利用等离子体和表面薄膜反应,形成挥发性物质,或直接轰击薄膜表面使之被刻蚀的工艺。特点:能实现各向异性刻蚀,从而保证细小图形转移后的保真性。缺点:造价高。湿法刻蚀是通过化学刻蚀液和被刻蚀物质之间的化学反应将被刻蚀物质剥离下来的方法。大多数湿法刻蚀是不容易控制的各向同性刻蚀。特点:适应性强,表面均匀性好、对硅片损伤少,几乎适用于所有的金属、玻璃、塑料等材料。缺点:图形刻蚀保真想过不理想,刻蚀图形的小线难以掌控。 干法刻蚀能够满足亚微米/纳米线宽制程技术的要求,且在微纳加工技术中被大量使用。

微纳加工设备主要有:光刻、刻蚀、镀膜、湿法腐蚀、绝缘层镀膜等。微纳检测主要是表征检测:原子力显微镜、扫描电镜、扫描显微镜、XRD、台阶仪等。每一个设备都包含比较多具体的分类。光刻机,也被称为曝光机,三大类:步进式光刻机,接触接近式光刻,电子束曝光。微纳制造技术是指尺度为毫米、微米和纳米量级的零件,以及由这些零件构成的部件或系统的设计、加工、组装、集成与应用技术。传统“宏”机械制造技术已不能满足这些“微”机械和“微”系统的高精度制造和装配加工要求,必须研究和应用微纳制造的技术与方法。微纳制造技术是微传感器、微执行器、微结构和功能微纳系统制造的基本手段和重要基础。提高微纳加工技术的加工能力和效率是未来微纳结构及器件研究的重点方向。扬州微纳加工器件
微机电系统、微光电系统、生物微机电系统等是微纳米技术的重要应用领域。扬州微纳加工器件
随着聚合物精密挤出成型技术和现代纳米技术的发展,聚合物制品逐渐向微型化发展,传统挤出成型也朝着微型化发展,出现了微挤出成型技术。如今,微挤出成型技术常应用于纳米介入导管、微型光纤和微细齿轮等的制备。在聚合物熔体微挤出成型的过程中,机头流道结构直接影响到熔体流动的流场分布与稳定性。不合理的机头结构参数,将导致制品尺寸误差、形状误差和机械性能不足等问题的出现,出现诸如壁厚不均、开裂、蜜鱼皮和翘曲等缺陷。国内外学者对基于微尺度条件下的聚合物流动行为进行了大量有意义的尝试和研究,主要研究内容包括微细流道聚合物溶体流动、表面张力、壁面滑移现象、微挤出机头设计等。为更深入、系统的微挤出成型研究奠定了理论基础。扬州微纳加工器件