西安微纳加工

光刻是半导体制造中常用的技术之一，是现代光电子器件制造的基础。然而，深紫外和极紫外光刻系统及其相应的光学掩模都是基于低速高成本的电子束光刻（EBL）或者聚焦离子束刻蚀(FIB)技术，导致其价格都相对昂贵。因此，无掩模的高速制备法是微纳结构制备的优先方法。在这些无掩模方法中，直接激光写入(direct laser writing, DLW)是一种重要的、被广采用的微处理技术，能够提供比较低的价格和相对较高的吞吐量。但是，实际应用中存在两个主要挑战：一是与FIB和EBL相比，分辨率还不够高。微纳加工涉及领域广、多学科交叉融合，其较主要的发展方向是微纳器件与系统（MEMS）。西安微纳加工

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，具有比较高的曝光精度，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，某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。泰州激光微纳加工微机电系统、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。

飞秒激光微纳加工类型飞秒激光微纳加工的类型可以分为激光烧蚀微加工以及双光子聚合加工。激光烧蚀微加工利用其本身独特的性质使材料瞬间蒸发，而不经历熔化过程，具有优良的加工特性。双光子聚合加工三维微纳结构时利用飞秒激光聚焦点上发生的双光子吸收效应，获得比衍射极限还要小的光响应，可以在多种材料上进行微纳米尺度的加工。对波长特定的激光来说，材料可分为吸收材料和透明材料。飞秒激光对于这些材料的作用机理都不相同。由于自由电子大量存在的缘故，金属具有良好的导热性和导电性。透明材料原本不会吸收这一波段，但是由于飞秒激光可以产生极高的光强，它使材料实现对激光的非线性吸收。

电子束的能量越高，束斑的直径就越小，比如10keV的电子束斑直径为4nm，20keV时就减小到2nm。电子束的扫描步长由束斑直径所限制。步长过大，不能实现紧密地平面束扫描;步长过小，电子束扫描区域会受到过多的电子散射作用。电子束流剂量由电子束电流强度和驻留时间所决定。电子束流剂量过小，抗蚀剂不能完全感光;电子束流剂量过大，图形边缘的抗蚀剂会受到过多的电子散射作用。由于高能量的电子波长要比光波长短成百上千倍，因此限制分辨率的不是电子的衍射，而是各种电子像散和电子在抗蚀剂中的散射。电子散射会使图形边缘内侧的电子能量和剂量降低，产生内邻近效应;同时散射的电子会使图形边缘外侧的抗蚀剂感光，产生外邻近效应。内邻近效应使垂直的图形拐角圆弧化，而外邻近效应使相邻的图形边缘趋近和模糊。微纳加工平台，主要是两个方面：微纳加工、微纳检测。

微纳制造包括微制造和纳制造两个方面。(1)微制造有两种不同的微制造工艺方式，一种是基于半导体制造工艺的光刻技术、LIGA技术、键合技术、封装技术等，这些工艺技术方法较为成熟，但普遍存在加工材料单一、加工设备昂贵等问题，且只能加工结构简单的二维或准三维微机械零件，无法进行复杂的三维微机械零件的加工；另一种是机械微加工，是指采用机械加工、特种加工及其他成形技术等传统加工技术形成的微加工技术，可进行三维复杂曲面零件的加工，加工材料不受限制，包括微细磨削、微细车削、微细铣削、微细钻削、微冲压、微成形等。(2)纳制造纳制造是指具有特定功能的纳米尺度的结构、器件和系统的制造技术，包括纳米压印技术、刻划技术、原子操纵技术等。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。泰州激光微纳加工

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。西安微纳加工

微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术。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。主要介绍微纳加工的平面工艺，平面工艺主要可分为薄膜工艺、图形化工艺（光刻）、刻蚀工艺。光刻是微纳加工技术中较关键的工艺步骤，光刻的工艺水平决定产品的制程水平和性能水平。光刻的原理是在基底表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过光刻板照射在基底表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用显影液洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了图形从光刻板到基底的转移。西安微纳加工

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