高分辨紫外/深紫外PHABLE光刻机-北京汇德信科技有限公司

高分辨紫外/深紫外PHABLE光刻机（全息光刻系统）

简介：

瑞士Eulitha公司成立于2006年，主要成员来自有30年以上半导体微加工制造经验的，保罗谢尔研究所科学团队。

Eulitha公司开发的PhableR光刻系统，是一款纳米级高分辨图形化设备。PhableR设备的推出，极大地简化了高质量、大面积纳米周期图形的加工过程。Eulitha公司背靠保罗谢尔研究所的强大研究团队，多年来不断致力于提升技术能力，目前客户已经分布在全球众多领域的顶尖科研院所和工业企业。

北京汇德信科技有限公司是瑞士Eulitha公司在中国的独家代理，公司团队有25年以上微纳米加工领域的销售和服务经验，具备完整的咨询和技术支持体系。

EULITHA AG公司开发的PHABLE大面积、低成本的纳米图形化方案，采用突破性的Displacement Talbot Lithography专利技术。相比传统的电子束光刻、投影式光刻机、纳米压印等纳米结构方案中，遇到的生产效率、良率、生产成本等问题，PHABLE光刻技术提供了高精度、高均匀性、低缺陷率、高产率的解决方案。

应用领域：

照明、激光器、光通信、高端显示、太阳能、传感器、仿生等。

特点及优势：

稳定的纳米级分辨能力；
大面积全域曝光，无需拼接；
无限制DOF，厚胶、表面翘曲无影响；
双工作模式：
全息光刻模式：周期性纳米结构；
掩膜对准光刻模式：任意微米级结构。
简化的曝光流程，可实现一键式曝光
灵活的客户定制化方案

科研型PhableR
工业型PhableX

指标：

光源	UV (near-i line)	DUV (248nm)	DUV (193nm)
曝光面积	4、6、8英寸，全域曝光
分辨率	<100nm	<80nm	<50nm
图形周期范围	250-1100 nm	165-900 nm	125-800 nm
图形占空比范围	30-50%
套刻对准及精度	手动对准，套刻精度 ±2 μm
操作方式	手动装片，自动曝光
参数设置	PLC触屏	Windows系统PC


PhableR高分辨紫外光刻系统 / 全息光刻系统

PhableR 100 晶圆级光子学结构的曝光工具

指标：

光源	UV (near-i line)	DUV (248nm)	DUV (193nm)
曝光面积	4、6、8英寸，全域曝光 *可定制，步进式曝光
分辨率	<100nm	<80nm	<50nm
图形周期范围	250-2150 nm	165-1750 nm	125-1500 nm
图形占空比范围	30-70%
套刻对准及精度	半自动对准，套刻精度优于±1 μm， *可升级全自动对准，套刻精度±0.5 μm
操作方式	手动装片，自动曝光 *可升级为全自动传输及曝光
参数设置	Windows系统PC

工业型PhableX 高分辨紫外/深紫外光刻机/全息光刻系统
PhableX高分辨紫外光刻系统 / 全息光刻系统

更多信息，请登录：http://www.eulitha.com/

PhableR应用

激光器

（1）分布式反馈激光器，即DFB激光器。与其它激光器不同之处，是内置了布拉格光栅。目前，DFB激光器主要以半导体材料为介质，包括锑化镓(GaSb）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）等。DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性，因此广泛应用于光通信等相关领域。

DFB激光器中的布拉格光栅，是起到波长选择的重要结构，其光栅周期的精度要求非常高。瑞士Eulitha公司研发的PhableR光刻机，是一种适用于批量生产高精度纳米周期性结构的光刻设备，周期精度可以控制到亚埃（<0.1nm）级别。稳定且简单的工艺过程，使PhableR能够广泛应用于激光器中布拉格光栅结构的加工。

P200nm光栅结构SEM照片

(2）垂直腔面发射激光器，即VCSEL，具有圆形对称光斑、阈值电流低、无腔面阈值损伤等特点，在很多领域取代了边发射激光器以及 LED 的地位。VCSEL具备机构易于二维集成、单器件的可调制性等特点，使器件在远距离照明、医疗、人脸识别等领域已经商业化运用。

PhableR光刻机能够良好的匹配到现有半导体工艺中，通过引入PhableR设备制作的纳米光栅结构，能有效提高VCSEL激光器发光效率。

光增强

PhableR光刻系统的大面积纳米图形曝光技术，工艺过程简单且稳定，使前沿的纳米技术能广泛应用到更多的商业化领域。

工艺简单且高质量纳米孔和纳米管阵列结构，为SQW LED提供了一种新的制作工艺，在激光器、生物化学等传感器应用方面有长远远景。

纳米阵列结构广泛应用于，高质量的蓝宝石或氮化镓材料的外延生长。这种纳米结构在外延层生长过程中，能降低材料失配导致的位错和缺陷，提高内部的量子效应和光萃取效率。同时，这种阵列结构也有利于材料的外延生长过程。

纳米蓝宝石图形化衬底（NPSS）是高效率LED器件的必要结构之一。瑞士Eulitha公司研发的PhableR光刻机简单高效的图形化工艺，已经商业化应用于NPSS的加工制造中。

增强现实

增强现实（AR）技术是近年来广受关注的科技领域，其核心部件光波导，总体上可以分为几何光波导和衍射光波导两种。几何光波导，是通过阵列反射镜的堆叠而成。衍射光波导，是利用微加工技术在材料上形成光栅结构。

几何光波导耦合光进入波导需要需要多个“半透半反”镜面阵列组合。阵列中的每个镜面都需要不同的反射透射率，故需要多次不同的镀膜工艺，加工工序繁琐，不易量产。衍射光波导技术的主要特点在于：光栅的设计和生产灵活、可量产性和良率更高。但是光波导的微加工制造工艺上，需要用到传统半导体的纳米加工设备，例如：电子束直写光刻机和纳米压印。基于这两种设备建立的生产线，有比较高的技术门槛和前期资金投入门槛。

瑞士Eulitha公司研发的PhableR光刻机，相比传统的加工手段，设备工序更简单且高效，在制备大面积纳米结构方面有明显优势。针对AR应用中经常用到的一维和二维光栅等纳米结构，PhableR光刻系统能够提供完美的方案。

高端显示

偏振分光器结构广泛用于液晶显示、投影仪、光学仪器等显示领域。线栅偏振片WGP（Wire Grid Polarizer）由密集排列、线宽小于100nm的铝光栅结构组成，与传统偏振片薄膜相比，WGP偏振片具有更加卓越的可见光谱偏振性能和消光比。基于此特性，WGP能提高显示功率效率和色彩保真度。目前，这种技术已经商业应用在小尺寸的偏振结构上，例如，投影仪。WGP在智能手机和平板电视显示应用上，能提升显示效果，同时机身更轻薄，也具备良好的应用前景。

WGP技术的超高性能广为人知，但是受制于没有成熟的制造大面积且无拼接的批量化加工技术，使得其在手机、平板电脑、电视等大面积应用场景的商业化受到局限。

瑞士Eulitha公司研发的PhableR光刻机，通过无拼接非接触的曝光，可以实现大面积纳米图形化结构，图形最小线宽优于50nm。设备兼容传统半导体加工的前后道工艺，很容易集成到现有的生产线中。

在4”基片上制作P125nm光栅结构，无拼接

偏振成像

相比传统相机利用光强信号获取的图像信息，利用光偏振特性的偏振成像技术，可以极大的提高图像信息获取和分析能力，在工业检测、环境监测、大气摇杆、夜视成像等方面，有巨大的应用优势。

偏振成像技术中最核心的部件是微偏振阵列结构（MPA），结构是由不同方向的铝光栅阵列组成。MPA结构使探测光强度的光电传感器，具备了分辨光信号偏振状态的能力。铝光栅的周期，根据不同的应用有所差异，大多是在纳米尺度。传统的微加工手段制作的MPA结构，往往会遇到加工精度和效率的抉择。电子束直写光刻机可以满足高精度的加工需求，但是很难实现大批量生产。

瑞士Eulitha公司研发的PhableR光刻机，能高效率完成晶圆的纳米图形化制作，高精度的对准功能满足光栅结构与像素单元的位置要求。同时，PhableR设备兼容传统半导体加工的前后道工艺，很容易集成到现有的生产线中。

技术文章

High-aspect ratio silicon structures by displacement Talbot lithography and Bosch etching

Konstantins Jefimovs et al, Proc. SPIE 10146, Advances in Patterning Materials and Processes XXXIV, 101460L, (2017).

High rotational symmetry photonic structures fabricated with multiple exposure Displacement Talbot Lithography

Christian Dais, Francis Clube, Li Wang, Harun H. Solak, Microelectronic Engineering, Volume 177, 9-12, (2017).

High-resolution, high-aspect-ratio iridium–nickel composite nanoimprint molds

Chang-Sheng Lee et al, J. Vac. Sci. Technol. B 34, 061804 (2016).

RAITH and EULITHA Issue New Application Note

Efficient volume production of periodic nanostructures using
Raith EBPG Electron Beam Lithography System and Eulitha PHABLE Technology
Harun Solak, Rene Wilde, Dirk Brüggemann (2016).

Sub-wavelength printing in the deep ultra-violet region using Displacement Talbot Lithography

Li Wang, Francis Clube, Christian Dais, Harun H. Solak, Jens Gobrecht, Microelectronic Engineering, Volume 161, 104–108, (2016).

Phase shifting masks in Displacement Talbot Lithography for printing nano-grids and periodic motifs

Harun H. Solak, Christian Dais, Francis Clube, Li Wang, Microelectronic Engineering, Volume 143, 74–80, (2015).

Displacement Talbot lithography: a new method for high-resolution patterning of large areas

H. Solak et al Optics Express, Vol. 19, p. 10686 (2011).

Displacement Talbot Lithography for Micro and Nano-patterning of LED Substrates

F. Clube et al, 39th International Conference on Micro and Nano Engineering 16 – 19 September 2013, London, UK.

Manufacturing photonic LEDs with photolithography

Featured Article in Compound Semiconductor, November/December, Vol. 16, No. 8, p.33 (2010).

New Optical Lithography Method for Advanced Light Extraction in LEDs

Review Article in LED Professional May/June 2013 issue

Fabrication of phase shifting masks with nanoimprint lithography for PHABLETM photolithography

C. Dais et al, The 12th International Conference on Nanoimprint & Nanoprint Technology, October 21-23, 2013, Barcelona, Spain.

High performance Al bi-layer wire-grid polarizer for deep-ultraviolet to infrared: modeling and design

L. Wang et al; Proc. SPIE 8424, Nanophotonics IV, 842429.

Fabrication of high-resolution large-area patterns using EUV interference lithography in a scan-exposure mode

L. Wang et al 2012 Nanotechnology 23 305303.