тел: (495) 600-40-84

3D лазерная литография

Высокая точность позиционирования является необходимым условием во многих сферах, таких как: полупроводниковая промышленность, биотехнологии, метрология, микроскопия. В данных приложениях обычно используются системы нанопозиционирования, базовым элементом которых является пьезоэлектрический актуатор. Отличительными особенностями систем нанопозиционирования являются: повторяемость перемещения в нанометровом диапазоне, время отклика порядка миллисекунды, вакуумная совместимость, широкий диапазон рабочих температур. Каждый раз нанопозиционеры расширяют область своего применения. Типичным примером являются системы лазерной литографии.  

1.JPG

Рис.1 Новейшая система лазерной литографии производства фирмы Nanoscribe Gmbh

 Компания Nanoscribe GmbH, основанная в конце 2007 года в г. Эггенштайне-Леопольдсхафене, выпустила новую систему лазерной литографии (рис.1), позволяющая создавать трёхмерные микро- и наноструктуры, используя фоточувствительные материалы. Nanoscribe GmbH была основана учёными после более чем 7 лет исследований на базе института нанотехнологий в научно-исследовательском центре и институте прикладной физики в г. Карлсруэ.

Системы литографии позволяют расширить границы научных исследований и разработок благодаря возможности создавать воспроизводимые структуры субмикрометрового масштаба, причём полностью автоматизировано и с возможностью вариации параметров.

2.JPG

Рис.2 Матрица для задач клеточной биологии, созданная с помощью 3D-литографии (Источник: Nanoscribe GmbH)

Наиболее типичными приложениями для технологии лазерной литографии являются: производство трёхмерных матриц для клеточной биологии, производство микрооптических компонентов или фотонных кристаллов (рис.3), разработка систем микро- и нанофлюидики. Требуемые структуры могут проектироваться и транслироваться путём использования системы автоматизированного проектирования, поддерживающей формат DXF, или с помощью языка GWL. 

3.JPG

Рис.3 Фотонный кристалл (Источник: Nanoscribe GmbH).

Рабочий принцип процесса литографии, который применим для большинства коммерчески доступных фоторезистов, нетрудно представить: ультракороткие лазерные импульсы с высокой точностью фокусируется на материал. Подобно ручке, которая движется в трёх измерениях, лазерный луч изменяет топологию исходного образца. Таким образом, существует возможность создавать дорожки с шириной от нескольких микрометров до 150 нм, а также двумерные структуры с точностью выше, чем возможно достичь традиционными методами.

Высокое разрешение в случае с трёхмерной литографией достигается только путём использования соответствующих систем точного позиционирования. В 3D лазерной литографии фокус и лазерный луч остаются фиксированными, в то время как подложка с образцом перемещаются в соответствии с заданным алгоритмом движения. Причём траектория движения луча является такой же важной составляющей процесса, как и точность, с которой луч перемещается в конечную координату. Для достижения требуемого результата литографии во время перемещения обычно варьируют интенсивность лазерного луча в зависимости от ускорения или замедления системы позиционирования.

Ключевым компонентом для задач лазерной литографии являются системы позиционирования. Physik instrumente предлагает широкий выбор высокоскоростных пьезоэлектрических нанопозиционеров с отличным разрешением для научных и промышленных приложений. Данные манипуляторы могут легко собираться в многокоординатные системы и устанавливаться на платформы с грубой подстройкой. Диапазон перемещения пьезоплатформ может достигать диапазона 300x300x300 мкм, при этом разрешение соответствует нанометровому масштабу.