如果把光刻膠換成薄薄的一層冰,會是什麼樣的效果?
“我們把樣品放入真空設備後,先給樣品降溫再注入水蒸氣,水蒸氣就會在樣品上凝華成薄薄的冰層。”趙鼎說,光刻膠之所短恰恰是水之所長。
因為,在零下140攝氏度左右的真空環境中,水蒸氣可以包裹任意形狀的表面,哪怕是極小的樣品也沒有問題;水蒸氣的輕若無物,也使在脆弱材料上加工變成可能。
對應光刻膠,科研人員給這層水冰起名“冰膠”,給冰膠參與的電子束光刻技術起名“冰刻”。
趙鼎介紹,一旦將光刻膠換成冰膠,還能夠極大地簡化加工流程。因為冰膠可以通過直接被電子束雕刻、融化或氣化即可去除,所以加工過程中,無需用化學試劑清洗光刻膠,從而規避了洗膠帶來的污染,以及難以洗淨的光刻膠殘留導致良品率低等問題。
“冰刻2.0”,硬件初具雛形
據介紹,仇旻和他的團隊曾在2018年完成了國內首台“冰刻”系統的研發。加入西湖大學後,仇旻帶領科研團隊繼續研發功能更加強大的“冰刻2.0”系統。
在最近的研究中,研究團隊從多個維度入手,不斷提升冰刻技術,並取得一系列新進展。
一方面,該研究團隊掌握了如何在冰刻中精准定位。他們發現,當加工多層式三維立體結構時,可以先使用低強度的電子束,精確定位後再加大強度,正式開始“鏤空”作業。另一方面,實驗室成員還找到了控制冰刻力度的方法。實驗顯示,冰膠去除厚度與電子作用強度呈線性關係。 |