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aAtlant 3 D直接原子層印刷システム
「原子レベル製造がパラダイム転換を迎える」
*電子、光子、量子技術、航空宇宙製造の急速な発展に伴い、製造業は厳しい挑戦に直面している:より高い材料精度、より複雑なデバイス構造、より高い性能とより低いエネルギー消費と同時に、より強い材料と設計の柔軟性を備えなければならない。しかし、従来の材料堆積技術は速度、真空要求、リソグラフィ工程、材料切り替えなどの面で徐々に限界に達してきた。


従来のパターン化プロセスはマスク及びエッチング手段に依存していた
ボトルネックを突破するために、ATLANT 3 Dは直接原子層加工(Direct Atomic Layer Processing,DALP®)技術:原子レベルの精度、マスクなしの直接書き込み、多材料のその場加工を実現するプラットフォーム。
aAtlant 3 D直接原子層印刷システム
01. DALPとは®?画期的な原子レベル直接書込み技術
DALP® マイクロノズルシステムに基づく原子レベルの加工プラットフォームであり、選択的な堆積、エッチング、ドーピングと表面改質を実現し、ソフトウェア方式で高精度のリアルタイム制御を実現することができる。従来のALDの「全表面堆積+フォトリソグラフィー+エッチング」の流れとは異なる、DALP® 材料を必要な位置にだけ堆積させ、「オンデマンド製造」を実現します。


DALPの動作原理は、空間原子層堆積技術に基づいて、化学前駆体と反応物を空間的に分離し、マイクロノズルシステムを用いて基板上の特定の位置に個別に輸送する。これにより、化学反応がターゲット領域内でのみ発生することを確保し、交差汚染を低減し、精度を向上させることができる。このプロセスは、ミクロンレベルの横方向分解能とナノスケールの厚さ精度制御を実現することができる。


DALP技術は空間原子層堆積と3 D印刷技術の結合に基づいている
ノズルが基板上を移動すると、材料の成長またはエッチングが同時に発生し、従来のマスクまたはリヤフォトリソグラフィー工程を必要とせずにリアルタイムパターン化を実現することができる。この方法には、局所加工、拡張性が高く、工業用途に適しており、金属、酸化物、半導体などの様々な材料と互換性があるなど、多くの利点があります。
「DALP® のコア特性」
01 マスクなしで直接書き込む
従来のALDはリソグラフィを用いてパターン化しなければならず、DALP® 選択した領域に直接材料を成長させることで、次のことを実現できます。
ゼロマスクの原子レベルパターン化
リアルタイム設計の変更
フォトリソグラフィーとエッチングによる材料浪費の除去
迅速なプロトタイプ開発と敏捷な製造に柔軟性を提供します
02. ワンステップ多材料集積
DALP® 通常のALDプロセスライブラリを含む、1回のプロセスで複数のALDプロセス堆積を連続的に行うことができます:
金属
さんかぶつ
ちっかぶつ
りゅうかぶつ
03. ソフトウェアとAI駆動の適応製造
機械学習アルゴリズムにより、DALP® 次のことができます。
リアルタイムで堆積状態を監視
成長パラメータの自動最適化
再現性の向上と誤差の低減
4. 堆積、エッチング、ドーピング、表面改質をサポートする一体化プラットフォーム
単一システムで実装可能:
ローカルエッチング(ALE)
せんたくドーピング
ひょうめんきのうか
05. 拡張性、低消費電力、環境に配慮
DALP® 大規模な真空チャンバを必要とせず、常圧で動作し、顕著に低下する:
エネルギー消費量
メンテナンスコスト
化学品消費
廃棄物排出
02. DALP® の主な応用分野
DALP® の高精度、多材料、ソフトウェア駆動特性は、複数の最先端産業の核心推進力となる。

01次世代半導体製造
ムーアの法則が物理的限界に近づくにつれて、デバイス構造はますます複雑になり、従来の方法では需要を満たすことができなかった。DALP® リソグラフィを必要とせずに原子級材料に直接書き込むことができるのは、以下の応用に理想的な技術である:
GAA-FET、FinFET、3 D ICの急速な開発
相互接続と高誘電体材料の精密加工
原子レベル不動態層の構築
新型神経形態チップ材料の探索
その利点には、より高い良率、より低い材料浪費、より速い反復速度が含まれています。


DALP技術を用いた金属、酸化物の勾配パターン堆積用多材料デバイスを図示
02.フォトニクスと量子デバイス
量子計算とフォトニクスは材料の品質に高い要求があり、原子スケールで超伝導材料、光学コーティング、量子材料を制御する必要がある。DALP® 直接書き込み可能:
ひかりどうはかん
超伝導量子ビット材料
可変屈折率光学構造
フォトン集積回路における機能層
多キャビティ、多ステップを必要とせず、複雑さを低減し、研究開発サイクルを大幅に加速させる。


DALP単ロットを用いた導波路試験用の異なる厚さのコーティングの直接印刷
03. MEMS、センサとマイクロエレクトロニクスシステム
MEMSの製造は、通常、複数回のリソグラフィ及び深反応エッチングに関する。DALP® より直接的で柔軟な方法を提供します。
MEMSコンポーネントの直接パターン化(加速度計、ジャイロスコープ、共振器)
マイクロフロー制御チップ機能層堆積
インプラントセンサに装着可能な生体適合コーティング
これにより、MEMSはカスタマイズが容易になり、迅速になり、経済的になる

DALPはPt電極上に勾配厚さのTiOを堆積する2ガスセンサ研究用コーティング
04.ナノスケール精度、優れた均一性と複雑な構造適応性
DALP® 複数の実験で信頼性と高性能が検証されている:
精度とアラインメント


アライメント精度目標:~ 1μm
アラインメントマークをサンプル上に直接堆積することができる
2.厚さ制御

厚みとサイクル数は線形関係にある
10 nmでの偏差8%
270 nmで偏差が1%に低下
3ヶ月後の重複偏差:4%
3.高均一性:多材料堆積の中心領域均一性は1%より優れている


4.複雑な表面上の保形コーティング
DALP® 以下の複雑な構造に堆積することができます。
25μmの粗さを有する陽極アルミナ(AAO)の大孔
ナノ構造ブラックシリコン
深さ60μmの高さ幅比トレンチ
90°直壁構造

20µmチャネル容量センサ白金蒸着の断面図。EDX元素スキャンの結果、白金は側壁に沿って保形堆積を呈している
05. DALP® 将来の製造を定義しています
直接原子層加工(DALP®)材料堆積技術の進歩だけでなく、時代を超えたインフラストラクチャを製造することもできます。それはマスクなしで直接書き込み、多材料集積、AI駆動製造と常圧操作の方式で、伝統的な数十ステップのプロセスをソフトウェア制御可能に圧縮する。
リソグラフィ駆動からソフトウェア駆動へ
真空製造から常圧製造へ
多キャビティから統合プラットフォームへ
固定プロセスから適応型インテリジェント製造へ
高精度と材料の多様性に対する産業の需要が高まっていることに伴い、DALP® 半導体、フォトニクス、量子計算、MEMSと宇宙製造の重要な技術基盤となっている。それが開いたのは漸進的な改良ではなく、原子級製造の革命である。
06. Atlant 3 DおよびDALPテクノロジーについて
ATLANT 3 Dは、2018年に設立され、デンマーク・コペンハーゲンに本社を置くディープテクノロジー社で、「原子級」製造の実現に専念している。コア技術はDALP®(Direct Atomic Layer Processing),従来のマスク、マルチステッププロセスを必要とせずに、原子レベルへの正確な材料堆積とパターン化を実現することができる。同社がサービスする応用分野には、マイクロエレクトロニクス、フォトニクス、センサー、量子計算、宇宙製造が含まれる。DALP技術の開発は、複数の学術機関と産業機関が協力した成果である。
Maksym Plakhotnyuk博士(デンマーク技術大学)、Ivan Kundrata(スロバキア-科学アカデミー)、Julien Bachmann博士(エルランゲン-ニュルンベルク大学):局所堆積技術に関する彼らの共同研究は最終的に『原子層加工モードにおける増材製造』に発表された。
グルノーブル大学とリヨン大学:David Muñoz-Rojas博士(グルノーブル)は空間原子層堆積(ALD)技術の改善に力を入れているが、Catherine Marichy博士(リヨン)は直接表面構造化とマスクレス堆積方法の研究に力を入れている。彼らの努力は局所的なALDプロセスの拡張性と精度の向上を促進した
モデル推奨-ナノファブリケーター ライト


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