壓印光刻設(shè)備應(yīng)用于納米和微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜中的解決方案

幾十年來，無機(jī)光學(xué)薄膜及其沉積方法（例如高真空物理氣相沉積 (PVD) 和化學(xué)氣相沉積 (CVD)）已經(jīng)支持了廣泛的產(chǎn)品和技術(shù)。 然而，許多新興薄膜光學(xué)技術(shù)的制造要求超出了傳統(tǒng) PVD 和 CVD 工具和方法的能力。

其中一項(xiàng)新興技術(shù)是超表面光學(xué)。 超表面光學(xué)器件使用納米級(jí)結(jié)構(gòu)以以前傳統(tǒng)材料和設(shè)計(jì)無法實(shí)現(xiàn)的方式操縱光。 在超表面光學(xué)的眾多應(yīng)用中，最流行的也許是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí) (AR/VR) 耳機(jī)中使用的衍射波導(dǎo)。 這些波導(dǎo) 允許用戶同時(shí)查看虛擬內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)世界。 它們包含多種結(jié)構(gòu)，用于將來自光學(xué)投影儀的光耦合到波導(dǎo)中，增加虛  擬內(nèi)容的可視區(qū)域（即出瞳擴(kuò)展器），然后將虛擬內(nèi)容光耦合出波導(dǎo)并將其引導(dǎo)至觀看者的眼睛 。

超表面光學(xué)器件可以使用納米壓印光刻 (NIL) 來制造，其中使用軟或剛性主工具（例如 PDMS 印�；蛭g刻硅）將 結(jié)構(gòu)物理壓印到涂覆在剛性基板（例如玻璃晶圓）上的有機(jī)薄膜中。 壓印材料通常是紫外線固化聚合物（作為單 體涂覆在基材上）或加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg) 以上的熱塑性塑料。

NIL 還可用于制造許多不同類型的超表面，并且絕不限于衍射 AR/VR 波導(dǎo)。 超表面可以設(shè)計(jì)為以與傳統(tǒng)折射或衍射光學(xué)大致相同的方式聚焦和引導(dǎo)光，但還具有能夠調(diào)整有效材料特性的額外靈活性。 超表面還可以針對(duì)可見光譜之外的頻率進(jìn)行制造，并且可以設(shè)計(jì)為在射頻/微波、太赫茲、紅外和紫外波段發(fā)揮作用。 此外，可以集成具有特殊光學(xué)和電學(xué)特性的二維材料來創(chuàng)建電可調(diào)超表面。

壓印光刻也不限于納米領(lǐng)域。 可以制造尺寸從微米到毫米的表面浮雕光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括但不限于：

•   折射光學(xué)（透鏡、透鏡陣列、棱鏡等）
•   色散光柵
•   衍射光學(xué)元件（DOE）和全息光學(xué)元件（HOE）
•   擴(kuò)散器和光束整形器
• 圖案生成器（線條、網(wǎng)格、十字線等）

無論設(shè)計(jì)、功能、波長帶或材料系統(tǒng)如何，壓印超表面都需要高質(zhì)量的壓印材料薄膜來產(chǎn)生高產(chǎn) 量、高保真度的壓印。

制造壓印表面浮雕結(jié)構(gòu)的通用工作流程如下所示：

成功的壓印工藝始于表面準(zhǔn)備。 基材和壓印材料之間的高粘附力至關(guān)重要，這樣當(dāng)壓印膜和工具分離時(shí)，壓印膜不會(huì)從基材上分層或粘附到母模工具上。 YES 的感應(yīng)耦合等離子體清潔工具可在應(yīng)用功能化硅烷氣相沉積自組裝單層

(SAM) 之前去除基材表面的污染物。 目前，半導(dǎo)體行業(yè)廣泛使用六甲基二硅氮烷 (HMDS) 來促進(jìn)光刻膠與硅晶圓的粘附，該工藝的所有方面（包括硅烷本身）都可以根據(jù)特定的材料系統(tǒng)進(jìn)行定制。

對(duì)于從溶液中加工的壓印材料，完全去除殘留溶劑是實(shí)現(xiàn)可重復(fù)和均勻結(jié)果的關(guān)鍵。 YES 的真空固化爐在整個(gè)工藝 室的體積內(nèi)具有約 1% 的溫度均勻性和自動(dòng)化工藝控制，可有效去除殘留溶劑，從而使壓印材料特性在晶圓間和批次 間保持一致。

最后，壓印薄膜內(nèi)的顆粒和其他碎片可能會(huì)導(dǎo)致壓印結(jié)構(gòu)的局部缺陷，從而導(dǎo)致光學(xué)性能下降。 對(duì)于納米級(jí)結(jié)構(gòu)尤其如此。 YES 工藝工具設(shè)計(jì)用于 10 級(jí) (ISO4) 受控環(huán)境，工藝室環(huán)境評(píng)級(jí)為 1 級(jí) (ISO3) ，以減少物理污染物。

YES 壓印光刻設(shè)備解決方案
YES 提供從實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)到大批量制造解決方案的設(shè)備，充分利用半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)準(zhǔn)確性和可重復(fù)性的苛刻要求 , 生產(chǎn)可產(chǎn)生最高保真度印記的抗蝕劑薄膜：

EcoClean 系統(tǒng):  自動(dòng)氧等離子體表面清潔解決方案。

•   >95%的正常運(yùn)行時(shí)間（僅 3 個(gè)活動(dòng)部件）、高吞吐量和 ~1/2的占地面積。

EcoCoat系統(tǒng): 功能化硅烷自組裝單層膜 （SAM） 的氣相沉積，具有出色的可重復(fù)性和精度， 可促進(jìn)附著力。

•   與同類產(chǎn)品相比，整個(gè)基板的溫度均勻性提高了3 倍，接觸角變化率提高了2 倍。
•   具有>100化學(xué)前驅(qū)體，可支持廣泛的材料和技術(shù)。

VertaCure 系統(tǒng): 真空基，低溫固化。

• 高度均勻的固化環(huán)境（腔室內(nèi)部容積的溫度變化~1%）
•   與同類產(chǎn)品相比，循環(huán)時(shí)間縮短~50%，溫度均勻性提高2 倍

關(guān)于YES
YES 提供從實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)到大批量制造 (HVM) 解決方案的設(shè)備，為任何規(guī)模的客戶提供服務(wù)。 我們的清潔、 涂層和固化產(chǎn)品線提供獨(dú)特的功能，可在微米和納米尺度上增強(qiáng)材料、表面和界面。 YES 的客戶包括光學(xué) 領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者、頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)和業(yè)界最受尊敬的技術(shù)孵化器。

YES 與這些客戶密切合作，針對(duì)他們的獨(dú)特需求開發(fā)定制解決方案，包括工藝開發(fā)、設(shè)備選擇和售后服務(wù)支 持。 這些努力和相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃得到了 YES 位于硅谷最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室的支持。

YES能幫到你嗎?
YES 工程師是受控表面改性領(lǐng)域的專家，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端市場：硅微處理器制造、先進(jìn)封裝、（生物） MEMS、基因組學(xué)、微流體、醫(yī)療設(shè)備和其他先進(jìn)技術(shù)。