纳米结构高速直写机

3D纳米结构高速直写机 — —纳米光刻与微米光刻兼顾的联合图形化工艺方案 NanoFrazor光刻技术，衍生于IBM Research研发的热扫描探针光刻技术——快速、地控制纳米针的移动及温度，利用热针实现对热敏抗刻蚀剂的快速刻写，从而为纳米制造提供了许多新颖的、特的可能性。NanoFrazor Explore以高的速度、精度和可靠性运行，在目前所有扫描探针光刻技术中属于速度快、应用广泛的一种。NanoFrazor Explore配备了先进的硬件和软件，以合适的方式控制可加热的NanoFrazor悬臂梁，以便进行书写和成像，实现基于闭环光刻技术的各种高精度图案化工艺。2019年，Explore增配了激光直写模块，有效加快了特征线宽在微米或亚微米水平的图形的加工速度，成为纳米光刻与微米光刻兼顾的联合图形化工艺方案。由此，在针对同一抗刻蚀层的图案化工艺中，实现了纳米刻写与微米刻写的无缝衔接。从而可以根据不同的图案特征线宽，采用不同精度的刻写技术，兼顾精度与速度。 主要特点：★ 利用加热针直接刻写图案，分辨率优于15 nm；★ 利用激光热挥发实现图案化，分辨率优于1 μm；★ 高速直写 10 mm/s★ 高速原位AFM轮廓成像；★ 样品尺寸100×100 mm2；★ 闭环光刻；★ 灰度曝光，分辨率及精度达到2 nm；★ 利用原位AFM实现的对准，从而实现无掩膜套刻及写场拼接；★ 的隔音及隔振性能；★ 无需洁净间，亦无特殊的实验室环境要求闭环光刻NanoFrazor光刻系统是基于热扫描探针光刻技术，其核心部件是一种可加热的、非常锐的针，利用此针可以直接进行复杂纳米结构的刻写并且同时探测刻写所得结构的形貌。加热的针通过热作用，直接挥发局部的抗刻蚀剂，从而实现对各类高分辨纳米结构的制备。此外，NanoFrazor的光刻技术能够与各类标准的图形转移方案（如lift-off、刻蚀）兼容，从而实现各类材料的图形化制备。“闭环光刻”技术确保图形化工艺的高度纳米光刻与微米光刻兼顾的图形化工艺方案自2019年开始，NanoFrazor Explore增配了激光直写模块，由此在保障纳米分辨率图案刻写精度的同时，大大提升了NanoFrazor Explore对微米分辨率图形的刻写速度。激光刻写基于激光的热作用，以亚微米精度，快速、直接地挥发抗刻蚀剂，从而实现大面积的图案化工艺（例如微纳结构的引线或焊点图形制备）。热探针直写对于纳米结构或纳米器件关键部分的高精度、高分辨率刻写。刻写所得结构的测量、观测、对准由于抗刻蚀剂直接挥发，无须湿法显影操作即可实现抗刻蚀剂的图案化。在图案化过程中，同一根探针能够原位、高速的对图案化抗刻蚀剂进行AFM成像和测试。微米尺度及纳米尺度的哈佛大学校徽，对PPA刻蚀剂的刻蚀深度为30 nm，图像由NanoFrazor Explore的探针进行AFM成像获得。(Courtesy of Harvard CNS)3D灰度纳米光刻★ 可在针扫描的每个位置对图案化工艺的深度进行设定（即每个像素点的灰度值）★ 闭环光刻技术能够实现很高的灰度刻写精度（经论证，对大于16个灰阶的结构进行图案化工艺，灰度刻写的误差小于1纳米）用于TEM的电子光学系统的三维相盘，由PPA中的微结构转移至SiN薄膜获得(Courtesy of EPFL and KIT)刻写在PPA中的多全息图的局部（图片由Explore的探针在刻写同时进行AFM成像获得）；小图展示的是转移至Si中的全息图局部的SEM图像（Courtesy of Sun Yat-Sen University）无掩膜套刻与拼接★ 通过原位AFM功能实现高精度的无掩膜套刻及拼接（经论证，精度优于10 nm）；★ 埋在抗刻蚀剂PPA下的图案结构（如纳米片、纳米线等）可用作“天然的”对准标记写场的自动关联拼接；由金的lift-off工艺获得的）反射全息图包含1×108个像素点，每个写场为边长50 μm的正方形，写场间的拼接由AFM相关技术实现利用无掩膜光刻在单根纳米线上制备金属电：（a）由Explore的AFM成像功能探测到的纳米线轮廓及位置信息（绿线标出）与拟制备的电结构布局图（粉色区域）；（b）lift-off工艺后获得的带有金属电的单根纳米线的SEM图像高分辨率★ 锐的针，为了高分辨率的实现（经论证，在PPA抗刻蚀剂中能够实现的半节距优于10纳米）★ 无须针对临近效应的修正由PPA抗刻蚀剂转移至硅基衬底的鳍型结构和沟槽结构(Courtesy of IBM Research and imec) 其他特性能★ 低损伤：制备过程中没有引入带电粒子束流，基于敏感材料的微纳器件能够获得更好器件特性★ 纳米尺度的材料转换：多种材料的直接热诱导修饰（相变、化学反应… … ）新型号：NanoFrazor Scholar — 小面积直写■ 3D纳米直写能力 高直写精度 (XY: 高可达20nm, Z: 3nm) 高速直写 0.5 mm/s■ 无需显影，实时观察直写效果 形貌感知灵敏度0.1nm 样品无需标记识别，多结构套刻，对准精度 50 nm ■ 无临近效应 高分辨，高密度纳米结构 ■ 无电子/离子损伤 高性能二维材料器件■ 区域热加工和化学反应 多元化纳米结构改性■ 小样品台 30mm X 30mm应用案例三维光子分子（3D PHOTONIC MOLECULES）(Courtesy of IBM Research Zurich, publication in 2018)单电子器件Courtesy of IBM Research Zurich, publication in 2018基于二维原子晶体的器件(Courtesy of Prof. Elisa Riedo, NYU)基于准一维纳米材料的纳米器件(Courtesy of S. Karg & A. Knoll, IBM Research – Zurich)基于布朗马达的纳米器件，可用于纳米颗粒分类(Courtesy of IBM Research, Publications in Science and PRL 2018) 国内外客户已发表的文献● Wolf (JVST B 2015) Sub20nm Liftoff and Si Etch and InAs nanowire contacts● Garcia (Nat Nano 2014) Advanced scanning probe lithography● Rawlings (IEEE Nano 2014) Nanometer accurate markerless pattern overlay using thermal Scanning Probe Lithography● Holzner (SPIE EMLC 2013) Thermal Probe Nanolithography● Cheong (Nanoletters 2013) Thermal Probe Maskless Lithography for 27.5 nm Half-Pitch Si Technology● Fei Ding (PhysRevB 2013) Vertical microcavities with high Q and strong lateral mode confinement● Carrol (Langmuir 2013) Fabricating Nanoscale Chemical Gradients with ThermoChemical NanoLithography● Paul (Nanotechnology 2012) Field stitching in thermal probe lithography by means of surface roughness correlation● Kim (Advance Mat 2011) Direct Fabrication of Arbitrary-Shaped Ferroelectric Nanostructures on Plastic, Glass, and Silicon Substrates● Holzner (APL 2011) High density multi-level recording for archival data preservation● Holzner (Nanoletters 2011) Directed placement of gold nanorods using a removable template● Paul (Nanotechnology 2011) Rapid turnaround scanning probe nanolithography● Wang (Adv Funct Mat 2010) Thermochemical Nanolithography of Multifunctional Nanotemplates for Assembling Nano-Objects● Wei and King (Science 2010)Nanoscale Tunable Reduction of Graphene Oxide for Graphene Electronics● Pires (Science 2010) Nanoscale 3DPatterning of Molecular Resists by Scanning Probes● Knoll (Adv Materials 2010) Probe-Based 3-D Nanolithography Using SAD Polymers● Fenwick (Nat Nano 2009) Thermochemical nanopatterning of organic semiconductors● Lee (Nanoletters 2009) Maskless Nanoscale Writing of Nanoparticle-Polymer Composites and Nanoparticle Assemblies using Thermal Nanoprobes● Nelson (APL 2006) Direct deposition of continuous metal nanostructures by thermal dip-pe

产品详情瑞士Swisslitho 3D纳米结构高速直写机NanoFrazor-源自IBM最新研发成果 NanoFrazor纳米3D结构直写机的问世，源于发明STM和AFM的IBM苏黎世研发中心，是其在纳米加工技术的最新研究成果。NanoFrazor纳米3D结构直写机第一次将纳米尺度下的3D结构直写工艺快速化、稳定化。 NanoFrazor采用尖端直径为5nm的探针，通过静电力精确控制实现直写3D高精度直写，并通过悬臂一侧的热传感器实现实时的形貌探测。相对于其他制备技术如电子束曝光/光刻技术(EBL), 聚焦离子束刻蚀(FIB)有以下特点： ■ 3D纳米直写能力 高直写精度 (XY: 10nm, Z: 1nm) 高速直写 20 mm/s 与EBL媲美 ■ 无需显影，实时观察直写效果 形貌感知灵敏度0.1nm 样品无需标记识别，多结构套刻，对准精度 5nm ■ 无临近效应 高分辨，高密度纳米结构 ■ 无电子/离子损伤 高性能二维材料器件 ■ 区域热加工和化学反应 多元化纳米结构改性 ■ 大样品台 100mm X 100mm 新产品发布：NEW！！ NanoFrazor Scholar --小面积直写 ■ 3D纳米直写能力 高直写精度 (XY: 30nm, Z: 1nm) 高速直写 10 mm/s ■ 无需显影，实时观察直写效果 形貌感知灵敏度0.1nm 样品无需标记识别，多结构套刻，对准精度 10 nm ■ 无临近效应 高分辨，高密度纳米结构 ■ 无电子/离子损伤 高性能二维材料器件 ■ 区域热加工和化学反应 多元化纳米结构改性 ■ 小样品台 30mm X 30mm 该技术自问世以来已经多次刷新了世界上最小3D立体结构的尺寸，创造了世界上最小的马特洪峰模型，最小立体世界地图，最小刊物封面等世界记录。 独特的直写与反馈流程 。PPA(聚苯二醛) 直写胶涂敷在样品表面。。背热式直写探针，微区电阻式加热针尖。与针尖接近的PPA受热瞬间分解，周围部分由于PPA热导率低而不受影响。。热针震动模式直写，直写时探针加热，每次下针幅度受静电力控制，垂直精度 1 nm，从而写出3D图形。。冷针接触模式扫描，回程扫描时探针冷却，由侧壁的热感应器探测样品高度变化(精度0.1nm), 获得样品形貌。反馈数据修正下一行直写。 独有的直写针尖设计 普通的AFM针尖无法满足上述NanoFrazor直写流程的需求，因此NanoFrazor所用针尖是由IBM专门研发设计的。该针尖具有两个电阻加热区域，针尖上方的加热区域可以加热到1000oC。 第二处加热区域作为热导率传感器位于侧臂处，其能感知针尖与样品距离的变化，精度高达0.1 nm。因此在每行直写进程结束后的回扫结构时，并不是通过针尖 起伏反馈形貌信息，而是通过热导率传感器感应形貌变化，从而实现了比AFM快1000余倍的扫描速度，同避免了针尖的快速磨损消耗。 NanoFrazor技术特点 其他功能● 纳米颗粒有序定位排列● 纳米局部化学反应诱导● 表面化学图案、结构生成纳米颗粒有序定位排列 氧化石墨烯的定位还原

NanoFrazor Scholar适合科研领域的中小型实验净房与纳米加工的学术研究领域 Thermal Scanning Probe Lithography Toolwith In-situ Imaging and Grayscale Patterning Capabilities适合科研领域的中小型实验净房与纳米加工的学术研究领域原位成像和灰度光刻模块的热探针光刻解决方案NanoFrazor Scholar特别适合纳米加工研究的学术单位，用于在1D/2D 材料，例如量子点和纳米数组上制作量子器件的纳米结构，其独特的功能使能够应用任何新材料。例如，灰度光子学设备、纳米流道结构或用于细胞生长的仿生基质等进阶应用；通过加热探针对材料进行局部改性，例如化学反应和物理相变。关于我们Stella InternationalStella International携手光刻技术领航者-海德堡仪器公司，共同为客户带来*的综合应用效能，同时建立紧密的合作伙伴关系。为了服务客户更广泛多元的应用领域，Stella International于2016年在苏州成立海德堡仪器演示中心，以海德堡原厂伙伴技术支援，提供客户技术交流平台以及各式前段打样的基础研究，这些年来已服务许多的国内知名大学，研究院所与企业前期研发单位。品牌介绍德国海德堡 高精密无掩膜激光直写设备HEIDELBERG MASKLESS AND LASER LITHOGRAPHY SYSTEM德国海德堡设备(Heidelberg Instruments)，创始于1984年，在激光直写设备的发展和设计上持续地改良、在各种应用上客制化。应用范围包括：微电脑和纳米科技, MEMS, 平面屏幕, BGA, ASICS, TFT, Plasma Displays, Micro Optics, 和其他相关领域。销售横跨欧洲、美国、亚洲等超过50几个国家、700个以上销售据点，用于研发、快速原型制作和工业生产系统，是企业研究和发展的伙伴。