幾十年來,無機光學薄膜及其沉積方法(例如高真空物理氣相沉積 (PVD) 和化學氣相沉積 (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。
其中一項新興技術(shù)是超表面光學。 超表面光學器件使用納米級結(jié)構(gòu)以以前傳統(tǒng)材料和設(shè)計無法實現(xiàn)的方式操縱光。 在超表面光學的眾多應(yīng)用中,最流行的也許是增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實 (AR/VR) 耳機中使用的衍射波導。 這些波導 允許用戶同時查看虛擬內(nèi)容和現(xiàn)實世界。 它們包含多種結(jié)構(gòu),用于將來自光學投影儀的光耦合到波導中,增加虛 擬內(nèi)容的可視區(qū)域(即出瞳擴展器),然后將虛擬內(nèi)容光耦合出波導并將其引導至觀看者的眼睛 。
超表面光學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 印模或蝕刻硅)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。 超表面可以設(shè)計為以與傳統(tǒng)折射或衍射光學大致相同的方式聚焦和引導光,但還具有能夠調(diào)整有效材料特性的額外靈活性。 超表面還可以針對可見光譜之外的頻率進行制造,并且可以設(shè)計為在射頻/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和電學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結(jié)構(gòu),包括但不限于:
無論設(shè)計、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備。 基材和壓印材料之間的高粘附力至關(guān)重要,這樣當壓印膜和工具分離時,壓印膜不會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,半導體行業(yè)廣泛使用六甲基二硅氮烷 (HMDS) 來促進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)進行定制。
對于從溶液中加工的壓印材料,完全去除殘留溶劑是實現(xiàn)可重復和均勻結(jié)果的關(guān)鍵。 YES 的真空固化爐在整個工藝 室的體積內(nèi)具有約 1% 的溫度均勻性和自動化工藝控制,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導致壓印結(jié)構(gòu)的局部缺陷,從而導致光學性能下降。 對于納米級結(jié)構(gòu)尤其如此。 YES 工藝工具設(shè)計用于 10 級 (ISO4) 受控環(huán)境,工藝室環(huán)境評級為 1 級 (ISO3) ,以減少物理污染物。
YES 壓印光刻設(shè)備解決方案
YES 提供從實驗室系統(tǒng)到大批量制造解決方案的設(shè)備,充分利用半導體行業(yè)對準確性和可重復性的苛刻要求 , 生產(chǎn)可產(chǎn)生最高保真度印記的抗蝕劑薄膜:
EcoClean 系統(tǒng): 自動氧等離子體表面清潔解決方案。
EcoCoat系統(tǒng): 功能化硅烷自組裝單層膜 (SAM) 的氣相沉積,具有出色的可重復性和精度, 可促進附著力。
VertaCure 系統(tǒng): 真空基,低溫固化。
關(guān)于YES
YES 提供從實驗室系統(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)品線提供獨特的功能,可在微米和納米尺度上增強材料、表面和界面。 YES 的客戶包括光學 領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導者、頂級研究機構(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,針對他們的獨特需求開發(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)計劃得到了 YES 位于硅谷最先進的實驗室的支持。
YES能幫到你嗎?
YES 工程師是受控表面改性領(lǐng)域的專家,可實現(xiàn)多個終端市場:硅微處理器制造、先進封裝、(生物) MEMS、基因組學、微流體、醫(yī)療設(shè)備和其他先進技術(shù)。