衢州微納加工工藝

無論是大批量還是小規(guī)模生產(chǎn)定制產(chǎn)品，都需要開發(fā)新一代的模塊化、知識密集的、可升級的和可快速配置的生產(chǎn)系統(tǒng)。而這將用到那些新近涌現(xiàn)出來的微納技術(shù)研究成果以及新的工業(yè)生產(chǎn)理論體系。給出了微納制造系統(tǒng)與平臺的發(fā)展前景。未來幾年微納制造系統(tǒng)和平臺的發(fā)展前景包括以下幾個方面：（1）微納制造系統(tǒng)的設(shè)計、建模和仿真；（2）智能的、可升級的和適應(yīng)性強(qiáng)的微納制造系統(tǒng)（工藝、設(shè)備和工具集成）；（3）新型靈活的、模塊化的和網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以構(gòu)筑基于制造的知識。微納加工設(shè)備主要有：光刻、刻蝕、成膜、離子注入、晶圓鍵合等。衢州微納加工工藝

微納加工中，材料濕法腐蝕是一個常用的工藝方法。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，這是因為覆蓋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，因為攪動增強(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，因為它們產(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。陽江石墨烯微納加工微納加工中，材料濕法腐蝕是一個常用的工藝方法。

硅材料在MEMS器件當(dāng)中是很重要的一種材料。在硅材料刻蝕當(dāng)中，應(yīng)用于醫(yī)美方向的硅針刻蝕需要用到各向同性刻蝕，縱向和橫向同時刻蝕，硅柱的刻蝕需要用到各項異性刻蝕，主要是在垂直方向刻蝕，而橫向盡量少刻蝕。微納加工平臺主要提供微納加工技術(shù)工藝，包括光刻、磁控濺射、電子束蒸鍍、濕法腐蝕、干法腐蝕、表面形貌測量等。該平臺以積極靈活的方式服務(wù)于實驗室的研究課題，并產(chǎn)生高水平的研究成果，促進(jìn)半導(dǎo)體器件的發(fā)展，成為國內(nèi)半導(dǎo)體器件技術(shù)與學(xué)術(shù)交流和人才培養(yǎng)的重要基地，同時為實驗室的學(xué)術(shù)交流、合作研究提供技術(shù)平臺和便利條件。

    微納加工大致可以分為“自上而下”和“自下而上”兩類?！白陨隙隆笔菑暮暧^對象出發(fā)，以光刻工藝為基礎(chǔ)，對材料或原料進(jìn)行加工，小結(jié)果尺寸和精度通常由光刻或刻蝕環(huán)節(jié)的分辨力決定。“自下而上”技術(shù)則是從微觀世界出發(fā)，通過控制原子、分子和其他納米對象的相互作用力將各種單元構(gòu)建在一起，形成微納結(jié)構(gòu)與器件?；诠饪坦に嚨奈⒓{加工技術(shù)主要包含以下過程：掩模（mask）制備、圖形形成及轉(zhuǎn)移（涂膠、曝光、顯影）、薄膜沉積、刻蝕、外延生長、氧化和摻雜等。在基片表面涂覆一層某種光敏介質(zhì)的薄膜（抗蝕膠），曝光系統(tǒng)把掩模板的圖形投射在（抗蝕膠）薄膜上，光（光子）的曝光過程是通過光化學(xué)作用使抗蝕膠發(fā)生光化學(xué)作用，形成微細(xì)圖形的潛像，再通過顯影過程使剩余的抗蝕膠層轉(zhuǎn)變成具有微細(xì)圖形的窗口，后續(xù)基于抗蝕膠圖案進(jìn)行鍍膜、刻蝕等可進(jìn)一步制作所需微納結(jié)構(gòu)或器件。 微納制造技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用標(biāo)志著人類可以在微、納米尺度認(rèn)識和改造世界。

微納加工氧化工藝是在高溫下，襯底的硅直接與O2發(fā)生反應(yīng)生成SiO2，后續(xù)O2通過SiO2層擴(kuò)散到Si/SiO2界面，繼續(xù)與Si發(fā)生反應(yīng)增加SiO2薄膜的厚度，生成1個單位厚度的SiO2薄膜，需要消耗0.445單位厚度的Si襯底；相對CVD工藝而言，氧化工藝可以制作更加致密的SiO2薄膜，有利于與其他材料制作更加牢固可靠的結(jié)構(gòu)層，提高M(jìn)EMS器件的可靠性。同時致密的SiO2薄膜有利于提高與其它材料的濕法刻蝕選擇比，提高刻蝕加工精度，制作更加精密的MEMS器件。同時氧化工藝一般采用傳統(tǒng)的爐管設(shè)備來制作，成本低，產(chǎn)量大，一次作業(yè)100片以上，SiO2薄膜一致性也可以做到更高+/-3%以內(nèi)。微納制造的加工材料多種多樣。攀枝花高精度微納加工

微納制造技術(shù)屬國際前沿技術(shù)，作為未來制造業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。衢州微納加工工藝

電子束的能量越高，束斑的直徑就越小，比如10keV的電子束斑直徑為4nm，20keV時就減小到2nm。電子束的掃描步長由束斑直徑所限制。步長過大，不能實現(xiàn)緊密地平面束掃描;步長過小，電子束掃描區(qū)域會受到過多的電子散射作用。電子束流劑量由電子束電流強(qiáng)度和駐留時間所決定。電子束流劑量過小，抗蝕劑不能完全感光;電子束流劑量過大，圖形邊緣的抗蝕劑會受到過多的電子散射作用。由于高能量的電子波長要比光波長短成百上千倍，因此限制分辨率的不是電子的衍射，而是各種電子像散和電子在抗蝕劑中的散射。電子散射會使圖形邊緣內(nèi)側(cè)的電子能量和劑量降低，產(chǎn)生內(nèi)鄰近效應(yīng);同時散射的電子會使圖形邊緣外側(cè)的抗蝕劑感光，產(chǎn)生外鄰近效應(yīng)。內(nèi)鄰近效應(yīng)使垂直的圖形拐角圓弧化，而外鄰近效應(yīng)使相鄰的圖形邊緣趨近和模糊。衢州微納加工工藝