微纳光学是目前新型光电子产业的重要发展方向,在光通信、光互联、光存储、半导体器件等诸多领域,发挥了巨大的作用。
微纳光学的结构技术是指通过将微纳光学结构引入到相关的材料中,制成新型光学功能器件。微纳光学就是利用微结构材料作为光学元件的光学分支。它的结构的设计和制造是微纳光学技术发展的关键性问题,所以微纳光学成为了新型光电子产业发展的关键性突破。它的主要优点就是能在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新的功能,成为21世纪国家不可或缺的关键科学和技术。
微纳光学现有技术与特点
微纳光学制造技术以LIGA工艺为基础,主要经过光刻、电铸制模和微纳米压印三个主要工艺步骤。
(1)光刻
光刻是半导体技术中晶圆制造的关键工艺,通过表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去,在晶圆表面留下带有微图形结构的薄膜。这些所有成果都必须建立在一片干净的晶圆上。可想而知,半导体清洗设备就发挥了非常大的作用。国内也是有多家湿法清洗设备厂商,其中熟知的华林科纳就是一家湿制程设备专业制造商,主要从事半导体湿制程设备的设计、研发、生产及销售。目前光刻技术传递图形的尺寸限度缩小到亚微米级,已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术;成为一种精密的微细加工技术。
微纳光学制造技术采用光刻技术在激光原版上形成具有微纳尺寸的细微结构,即可展现出各类光学效果。
(2) 电铸
电铸是利用金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法,主要用来精确复制微细、复杂和某些难于用其他方法加工的特殊形状模具及工件等。以预先按所需形状制成的原模作为阴极,用电铸材料作为阳极,一同放入与阳极材料相同的金属盐溶液中,在电解作用下,原模表而逐渐沉积出金属电铸层,达到所需的厚度后从溶液中取出,将电铸层与原模分离,便获得与原模形状相对应的金属复制件。
微纳光学制造技术采用电铸工艺将激光原版复制成工作版,即制作工业化生产所需的模具。
(3)微纳米压印
微纳光学产品制造采用微纳米压印技术。将电铸制成的金属模具安装到微纳米压印设备上,通过热压或者冷压方式在薄膜材料表而压制形成微纳结构。微纳米结构包括浅纹结构和深纹压印;微纳米压印设备包括平压平和卷对卷压印。卷对卷压印技术为微纳光学薄膜提供了高效率、低成本的制造手段。
微纳光学具有广泛的应用前景。随着半导体工艺技术的进步,微米尺度的任意线宽都可以加工出来。说到半导体工艺,清洗设备更是少不了的。华林科纳目前已形成湿槽式清洗、单片刻蚀、干燥甩干系列、供液系统四大系列产品。在这个高速发展的信息时代,每一个环节对于技术的研发成功都起到了关键性的作用。
部分摘自微纳光学制造业技术特点解析