International Conference on Micro and Nano Engineering (MNE)是一每年定期在歐洲舉辦之研討會,其主要議題包括了微奈米製造、光學微影、微流體與生物檢測和其他奈米結構成型相關技術。此次MNE2008研討會總計有來自世界各地共41個國家的專家學者投稿。同時,也有28家相關的業者展出了他們在微奈米加工、檢測、微影等領域的最新技術。
研討會主題多元豐富
本次研討會的主題共分為14個議題,包括(1) photon lithography、(2) electron & ion beam lithography、(3) nanoimprint lithography、(4) maskless lithography、(5) materials for lithography、(6) nanoelectronics、(7) photonics、(8) nanomanufacturing、(9) nanometrology、(10) nanofabrication、(11) pattern transfer、(12) microfluidics / biodevices / biosensors、(13) bioMEMs/ Lab- on-a-chip、(14) MEMs / Sensors等。研討會中有相當多重要且有趣的研究成果被提出與討論。以MNE研討會歷年來主流的研究主題:微影光學與微電子領域來說,未來的IC製造問題就吸引了許多與會者廣泛與熱烈的討論,最後達成的共識認為:目前所提出用於製作奈米尺度電路結構的微影技術已可滿足未來8到10年內摩爾定律(Moore’s Law)之所需-隨著製程技術的進步,每18個月晶片上之電晶體數量將增加1倍,而同時不需將現有設備機台做過多的調整與汰換。對市場而言,意味著在未來這段時間內,IC的尺寸縮小與成本降低依舊是持續被關注的焦點。但是,在此同時有許多取代現行電晶體技術的新構想不斷被許多研究學者所提出,例如使用奈米點或奈米線製作之單電子傳輸效應或是單一分子記憶體等等研究主題也在本次會議中被提出與廣泛討論。
另一方面,今年MNE研討會中將微奈米相關技術用於醫藥與生物等議題的研究也引起與會者相當多的興趣。大部分研究都朝向利用微奈米技術可縮小特徵尺度之效益進而完成其應用,例如:開發可檢測不同疾病之儀器或增進現有儀器之靈敏度。將環境中的組織或細胞利用先進儀器設備觀察其細部奈米結構,以便有效解決生物相關議題。甚至,模仿特定生物結構與機制以便獲得更多應用等。
而會議中所報告的主題包含了將微奈米技術用於以下領域:微奈米尺度之表面結構加工、高良率、低成本之光電元件設計、利用生物化學檢測原理製造之微流體元件(lab on a chip)或是生化感測器等。以下摘錄本屆會議中利用微奈米技術製作出相當有趣的最佳圖片獎前二名之作品,如圖一、二所示。
圖一、1stMicrograph Prize: Nano Burgers with lettuce
圖二、2ndMicrograph Prize: Hot Lips
參展廠商最新技術
ORION™ Helium Ion Microscope (Carl Zeiss SMT)
Zeiss研發出使用氦離子束(Helium Ion beam)取代現今之電子束顯微鏡。由於氦離子擁有比一般電子束小300倍的de broglie波長,同時也比電子重8000倍,因此可以大幅減少繞射情況發生,並將解析度提高至sub-nano等級(放大倍率可至百萬倍)。ORION™顯微鏡也可以使用背向散射氦離子成像,可提供在樣品表面區分不同材料的能力,另外在絕緣樣品檢測上,也可獲得比現行電子束顯微鏡更為清晰的影像,如圖三所示。
圖三、氦離子束(左)與電子束(右)之繞射情況示意圖
研討會主題內容
Guided deposition of individual 5 nm gold particles from aqueous suspensions onto local surface charges (Nanotechnology Group. ETH Zurich, Switzerland):
該論文提到,在PMMA表面將導電型AFM探針施以脈衝式電壓,使的PMMA表面得以形成特定圖形之帶電荷區域。接著將此模板放入奈米金粒子水溶液(5 nm AuNP solution),庫倫力即會使奈米金粒子附著於帶電荷區域,形成特定圖案排列之奈米金粒子,如圖四所示。
圖四、排列奈米金粒子於PMMA表面之流程圖
Broadband Antireflective Si nanopillar Arrays (State Key Laboratory of Supermolecular Structure and Materials, Jilin University, China):
該論文提到,將PS球排列在Si基材表面當作RIE乾式蝕刻法之阻擋層,在RIE過程中通以SF6與CHF3等氣體後,即可得到奈米等級之圓錐狀Si結構。此奈米圓錐狀結構在波長400nm至900nm其反射率可低於8%,而在波長900nm至2400nm其反射率更可低於6%,如圖五所示。
圖五、(左)利用PS球製作孔洞結構之示意圖;(右)利用PS球製作孔洞結構之反射率量測結果
作者:鄭伊廷 / 工研院奈米中心
本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,更多詳細資料請見下方附檔。