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《EV集团和肖特携手合作，证明300-MM光刻/纳米压印技术在大体积增强现实/混合现实玻璃制造中已就绪》

  • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2019-08-29

  • 联合工作将在EVG的能力中心开展，这是一个开放式的光刻/纳米压印（NIL）技术创新孵化器，同时也是全球唯一可及的300-mm光刻/纳米压印技术线

    2019年8月28日，奥地利，圣弗洛里安——微机电系统（MEMS）、纳米技术和半导体市场晶圆键合与光刻设备领先供应商EV集团（EVG）今日宣布，与特种玻璃和微晶玻璃领域的世界领先技术集团肖特携手合作，证明300-mm（12英寸）光刻/纳米压印（NIL）技术在下一代增强现实/混合现实（AR/MR）头戴显示设备的波导/光导制造中使用的高折射率（HRI）玻璃晶圆的大体积图案成形已就绪。

    此次合作涉及EVG的专有工艺和高折射率玻璃晶圆，将在EVG位于奥地利总部的NILPhotonics?能力中心进行。肖特将于9月4日至7日在深圳会展中心举行的中国国际光电博览会上展示一款采用EVG SmartNIL技术进行图案成形的300-mm 玻璃晶圆。

    肖特增强现实负责人Ruediger Sprengard博士表示：“将高折射率玻璃晶圆的制造扩展到300-mm，对于实现我们客户满足当今和未来领先AR/MR设备不断增长的市场需求所需的规模经济产量来说至关重要。通过携手合作，EVG和肖特彰显了当今300-mm高折射率玻璃制造的设备和供应链的就绪性。”

    在此之前，使用光刻/纳米压印技术对具有光子学应用结构的玻璃基板进行图案成形仅限于200-mm基板。向300-mm晶圆加工的迁移是将AR/MR头戴显示设备推向大众消费和工业市场迈出的重要一步。不过，在这些较大的基板上保持高基板质量和工艺均匀性是很难控制的，需要先进的自动化和工艺控制能力。EVG的SmartNIL技术得益于多年的研究、开发和实验，旨在满足纳米图案成形的需求，经过了现场验证，能够轻松从晶圆级样品尺寸扩展到大面积基板。去年六月，EVG推出了 NIL 300 mm，将SmartNIL引入300-mm制造，满足各种设备和应用的生产需求，其中包括AR、MR和虚拟现实（VR）头戴显示设备的光学器件以及3D传感器、生物医疗设备、纳米光子学和等离子电子学。

    EV集团企业技术开发和知识产权总监Markus Wimplinger表示：“EVG的NILPhotonics能力中心成立于2014年，为光刻/纳米压印技术供应链中的各个合作伙伴和公司与EVG合作提供了一个开放式的创新孵化器，从而缩短创新光子器件和应用的开发周期和上市时间。我们很高兴与肖特公司合作，证明EVG光刻/纳米压印技术解决方案的价值，不仅有助于新技术和新工艺的开发，还能够加速新技术和新工艺在大众市场中的采用。我们正在携手肖特开展的工作，彰显了光刻/纳米压印技术设备和工艺的成熟性，为各种令人兴奋的基于光子学的新产品和新应用的300-mm制造奠定了基础。”

    高折射率玻璃晶圆是领先AR/MR设备的关键组件，已经实现了批量生产。产品组合提供了高达1.9的折射率，支持深度沉浸的AR/MR应用，视野更广，高达65度。在与增强现实硬件制造商进行多年研发之后，肖特在2018年推出了第一代。这款高端产品在上市一年后便荣获了享有盛誉的2019年SID显示行业奖（SID Display Industry Award 2019）。

    关于肖特

    肖特是特种玻璃、微晶玻璃和相关高科技材料领域的领先国际技术集团。公司积累了超过130年的经验，是众多行业的创新合作伙伴，其中包括家用电器、医药、电子、光学、生命科学、汽车和航空业。肖特在全球34个国家和地区设有生产基地和销售办事处。公司目前拥有员工超过15500名，2017/2018财年的销售额为20.8亿欧元。总部位于德国美因茨的母公司SCHOTT AG由卡尔蔡司基金会（Carl Zeiss Foundation）全资拥有。卡尔蔡司基金会是德国历史最悠久的私立基金会之一，同时也是德国规模最大的科学促进基金会之一。作为一家基金公司，肖特对其员工，社会和环境负有特殊责任。

    关于 EV 集团（EVG）

    EV集团（EVG）是为半导体、微机电系统（MEMS）、化合物半导体、功率器件和纳米技术器件制造提供设备与工艺解决方案的领先供应商。其主要产品包括：晶圆键合、薄晶圆处理、光刻/纳米压印（NIL）与计量设备，以及涂胶机、清洗机和检测系统。EV集团成立于1980年，可为遍及全球的众多客户和合作伙伴网络提供各类服务与支持。

    SmartNIL，NILPhotonics 及EV Group 标识是 EV Group的注册商标, 是 SCHOTT的注册商标。

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  • 《EVGROUP与INKRON共同开发下代光学组件的高折射率材料和纳米压印光刻技术》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-02-19
    • EV GROUP 与INKRON共同合作开发用于下一代光学组件的高折射率材料和纳米压印光刻技术 在EVG的NILPhotonics技术处理中心，共同合作开发衍射光学的新材料，以应用于波导管、脸部识别传感器和其他光子组件 2020年2月17日，奥地利ST. FLORIAN和芬兰埃斯波—EV Group(EVG)，为MEMS、纳米科技和半导体市场提供晶圆键合和光刻设备的领导品牌供货商，今天宣布，它和专注于高折射率和低折射率涂层材料的制造商 INKRON开始合作伙伴关系。两间公司将为开发和生产高质量衍射光学组件（DOE）结构提供优化的制程和相符的高折射材料。这些DOE结构包括用于扩增实境/混合实境/虚拟现实（AR / MR / VR）的波导器件，以及在车用、消费电子和商业应用中的先进光学感测组件，如光束分离器和光束扩散器。 印刻有配备Inkron先进树脂的EVG光刻/纳米压印系统的光学组件结构 这伙伴关系正在EVG总部，位于奥地利 St. Florian的NILPhotonics技术处理中心内开展 。EVG的NILPhotonics技术处理中心为NIL供应链中的客户和合作伙伴提供一个开放式创新平台，其目的为缩短新创光子组件及其应用的开发周期和产品上市时间。作为该协议的一部分，Inkron为自己的研发机构购买了EVG 7200 NIL系统，来加速新光学材料的开发和验证。EVG 7200系统利用EVG的创新SmartNIL ? 技术和材料经验，能够在大面积上大规模生产小至30 nm的微米和纳米级结构，其特色还包含它只需用到极小的力量同时保有结构不变形，快速的高功率曝光和平顺的脱模。. “ 商用和消费者市场对晶圆级光学组件和传感器的需求正以惊人的速度增长，而这造成所需的原材料及工艺必须被优化，以达到市场所需的效能及产能，” EVG技术开发和IP总监，Markus Wimplinger这样说，“ Inkron在光学材料方面拥有广泛的专业知识，并且是高折射和低折射涂层材料的领先制造商之一，因此Inkron成为与我们在NILPhotonics技术处理中心合作的理想伙伴。像这样的合作使EVG能够进一步探索和扩展我们NIL技术的应用和特性，而得以为下一代光学组件和其最终产品提供可用于量产的解决方案。” 光学组件和组件的材料特性，对已封装的光学组件整体效能及大小有着极大影响。举例来说，较高的折射率（RI≧1.9 以上）可优化光萃取效能，进而显著提升光导管可见视野，提供给AR / VR头罩更逼真的体验。高折材料还可以提供更高的光密度，使衍射光学更有效地用于分束器（例如脸部识别的传感器），如此未来的光学组件就可变得更小。高折射材料的附加优化可以改善膜的透明度，并减少雾度和散射，从而提供更好的对比度；而改善的树脂稳定性可以满足更严苛的热要求，如车用方面的需求。 为NIL制程而调配的高折材料，有助于确保NIL制程在量产化的实现。NIL 是一种被验证过的光学组件制造方法，因为它能够在保有其经济效益下，于量产中做出纳米等级的结构，而且并不限制于特别的尺寸、形状和复杂性。 “我们很高兴与EVG合作，这将加速我们推出更新、更优化和更创新的光学材料技术，这些技术对实现我们客户的关键性能指针有着很大的帮助。” Inkron执行长Juha Rantala表示，“我们的纳米压印高折材料和搭配的填充涂层，再加上EVG领先的NIL系统，为光学制造商提供了关键的晶圆级解决方案，这可以让他们最新产品能更大量的生产。” 晶圆级光学(WLO)的应用和解决方案 EVG的NIL系统构成了该公司WLO制造解决方案的关键部件，这使得大量新的光感器可用于移动消费电子产品中。举例包括3D感应、飞行时间、结构光、生物识别、脸部识别、虹膜扫描、光学指纹、光谱感应、环境感应和红外线热成像。其他应用包括车用照明、光地毯、抬头显示器、车内感应和LiDAR(激光雷达)，以及用于内窥镜相机，眼科应用和外科手术机器人的医学成像。EVG的WLO解决方案由该公司NILPhotonics技术处理中心提供。 关于Inkron 长濑集团成员Inkron是高折射和低折射涂层材料的开发商和制造商。这些业界领先的光学涂料包含在VIS / NIR范围内，有着破纪录的折射率，其折射率介于1.1到2.0之间。高折射材料针对纳米压印光刻（NIL）制程进行了优化。应用包括DOE（衍射光学组件），如AR / MR / VR设备的波导管、光学扩散器、LIDAR和其他光子应用。高折射材料可同时搭配Inkron的低折射材料，其低折射范围为1.1-1.4。低折射材料的典型应用包括抗反射涂层（可见光和NIR范围）、波导管包覆层和接着层。自制合成的树脂和配方具有光学透明性，热稳定性，并且可以满足商业需求的严苛应用。Inkron的其他产品包括导热粘合剂，封装胶和一系列可印刷胶材。 关于EV Group（EVG） EV集团（EVG）是为半导体、微机电系统（MEMS）、化合物半导体、功率器件和纳米技术器件制造提供设备与工艺解决方案的领先供应商。其主要产品包括：晶圆键合、薄晶圆处理、光刻/纳米压印光刻（NIL）与计量设备，以及涂胶机、清洗机和检测系统。EV集团成立于1980年，可为遍及全球的众多客户和合作伙伴网络提供各类服务与支持。  
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  • 《突破 | 高光灵敏度光刻胶在微纳增材制造打印速率方面实现突破》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2023-11-17
    • 近期，清华大学核能与新能源技术研究院何向明研究员、徐宏副教授团队和浙江大学光电科学与工程学院匡翠方教授团队合作研发了一种基于金属氧化物杂化纳米颗粒的高光灵敏度光刻胶材料。合作研究团队利用光致极性变化原理研发出的光刻胶在光刻曝光时能够高效发生化学反应，并显著改变其在显影剂中的溶解性，成功将双光子光刻技术的打印制造速率提升至了米/秒级，比常规的双光子光刻适用的打印速率（通常为微米/秒到毫米/秒级）快了3-5个数量级，大幅提高了双光子光刻技术的制造效率。 双光子光刻技术是一种微纳米级增材制造打印技术，其利用光刻前后光刻胶的溶解度变化来实现精细结构的制造。双光子光刻技术利用高数值孔径的物镜对激发光束进行聚焦，使其在空间上形成亚微米级尺度的焦点。焦点处的光刻胶能够发生双光子吸收效应，进而引发化学反应，使得光刻胶的溶解度发生变化。通过控制焦点的移动路径，在显影过后就可以得到打印出的三维立体微结构。然而，常规的双光子光刻的打印速率（即双光子线性扫描速率）较慢，通常为微米/秒到毫米/秒级，在制造较大体积的微结构时需要耗费极长的时间，这成为了限制双光子光刻技术大规模实际应用的瓶颈难题。要使双光子光刻技术能够成为现实可行的大规模微结构制造技术，在保持微纳米级打印精度的同时，打印制造速率需要提升几个数量级。 为了解决双光子光刻技术打印速率慢的难题，研究团队利用光致极性变化原理研发了一种基于金属氧化物杂化纳米颗粒的高光灵敏度双光子光刻胶材料。与传统的聚合物基光刻胶不同，该光刻胶的成膜树脂是氧化锆杂化纳米颗粒，其由氧化锆内核和甲基丙烯酸配体外壳组成。2,4-双（三氯甲基）-6-对甲氧基苯乙烯基-1,3,5-三嗪（BTMST）作为该光刻胶体系的光敏剂，光刻曝光时引发氧化锆杂化纳米颗粒的化学反应。为了实现高速双光子光刻，研究团队自主搭建了一台配备了转镜扫描系统的双光子光刻设备。利用该台双光子光刻设备，氧化锆杂化光刻胶能够适配7.77 m/s的双光子打印速率，比传统的聚合物基光刻胶的适用打印速率快了3-5个数量级。此外，氧化锆杂化光刻胶还具有微纳米级的打印精度，曝光线条的线宽能够小至38 nm。研究团队进一步研究发现，氧化锆杂化光刻胶的高光灵敏度是由氧化锆杂化纳米颗粒的高效光致极性变化引起的。 氧化锆杂化光刻胶由光敏剂BTMST、氧化锆杂化纳米颗粒和溶剂丙二醇单甲醚乙酸酯组成。氧化锆杂化纳米颗粒具有约46 wt%的无机含量，并且含有许多易带电荷的Zr（IV）和O原子；然而，表面配体外壳能够对无机内核进行有效的电荷屏蔽，使得氧化锆杂化纳米颗粒的整体外表面呈现中性。中性的外表面使得氧化锆杂化纳米颗粒在有机溶剂中具有很高的溶解度。通过旋涂/软烘法将氧化锆杂化光刻胶在玻璃基片上制成光刻胶膜，并使用油浸式双光子光刻模式对光刻胶膜进行打印曝光（图1）。 图1. 双光子光刻系统及其打印速率挑战示意图。 研究团队自主搭建了一台配备了转镜扫描系统的双光子光刻设备（780 nm飞秒光源），该台设备能够实现米/秒级的双光子光刻打印。利用该台光刻设备，氧化锆杂化光刻胶能够适配7.77 m/s的双光子打印速率，打印线条的线宽为172 nm。米/秒级的双光子打印速率比传统的聚合物基光刻胶（微米/秒到毫米/秒级）快了3-5个数量级。利用氧化锆杂化光刻胶，研究团队在米/秒级的双光子打印速率下刻写了一些2D和3D的结构图形，例如1 cm2面积的正方形光栅图形和~1 mm3体积的3D微透镜阵列图形（图2）。 图2. 氧化锆杂化光刻胶在配备了转镜扫描系统的双光子光刻设备（780 nm飞秒光源）下的双光子光刻性能。 研究团队还自主搭建了一台配备了振镜扫描系统的双光子光刻设备（532 nm飞秒光源）。利用该台光刻设备，氧化锆杂化光刻胶能够打印出38 nm线条线宽的图形；光刻图形的最小可分辨间距能够达到150 nm。此外，研究团队还打印了一些复杂的3D微结构，例如空心的富勒烯结构和超材料立方体结构等（图3）。 图3. 氧化锆杂化光刻胶在配备了振镜扫描系统的双光子光刻设备（532 nm飞秒光源）下的双光子光刻性能。 研究团队利用DFT-COSMO方法对光刻胶组分结构的电荷密度分布进行了模拟预测（图4）。曝光前，氧化锆杂化纳米颗粒以及纳米颗粒的聚集体的表面电荷呈现中性；然而，曝光后，氧化锆杂化纳米颗粒阳离子以及纳米颗粒阳离子的聚集体的表面带有明显的正电荷。研究团队根据模拟计算和光谱实验的结果，提出了该光刻胶可能的成像机理：光敏剂BTMST通过双光子吸收发生异裂，生成了活性阳离子。光敏剂活性阳离子进而诱导氧化锆杂化纳米颗粒的外层配体壳发生解离，外层配体壳受到破坏后生成了氧化锆杂化纳米颗粒阳离子。破坏纳米颗粒的外层电荷屏蔽壳会使得纳米颗粒之间产生强相互作用力，导致纳米颗粒发生聚集。氧化锆杂化纳米颗粒阳离子及其聚集体的分子极性与原始的氧化锆杂化纳米颗粒的分子极性相差很大，这种高效的光致极性变化极大地改变了纳米颗粒在显影剂中的溶解性，从而实现了高速双光子光刻。 图4. 利用DFT-COSMO方法计算模拟光刻胶组分结构的表面电荷密度分布情况 研究团队研发了一种可实现高速双光子光刻的高光灵敏度氧化锆杂化光刻胶，以解决双光子光刻技术打印速率慢的难题。氧化锆杂化纳米颗粒的高效光致极性变化使得曝光后的光刻胶在显影剂中的溶解性发生了明显改变。为了体现氧化锆杂化光刻胶高光灵敏度的优势，研究团队自主搭建了一台配备了转镜扫描系统的双光子光刻设备，并利用氧化锆杂化光刻胶实现了7.77 m/s的双光子光刻打印速率。在打印精度方面，研究团队通过优化双光子曝光-显影工艺，获得了线宽为38 nm的光刻图形。该项工作研发的高光灵敏度光刻胶材料能够显著提高双光子光刻技术的打印速率，并大幅缩短双光子光刻制造所需的时间，有望推动双光子光刻技术在微纳增材制造领域的大规模实际应用。
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