Laboratorium Clean Room

Laboratoria Clean Room to bardzo wysoko wyspecjalizowane pomieszczenia, gdzie możliwe jest prowadzenie procesów w kontrolowanych warunkach czystości, temperatury i wilgotności. Dzięki temu otrzymywane wyniki w postaci pomiarów i próbek są powtarzalne i o zdecydowanie wyższym standardzie niż wyniki z laboratoriów bez kontroli czystości. W Łukasiewicz – PORT laboratorium Clean Room to obszerne i nowocześnie wyposażone pomieszczenia z nowoczesnym wyposażeniem.

Kontakt: zapytania@port.lukasiewicz.gov.pl 

Strefa Clean Room

Laboratorium Clean Room jest zlokalizowane w pomieszczeniach o klasie czystości ISO 5 oraz ISO 6 zgodnie z normą ISO 14644. Dysponujemy pomieszczeniami czystymi o łącznej powierzchni > 600 m2. W laboratorium tego typu mamy stały monitoring parametrów takich jak temperatura i wilgotność. Okresowo przeprowadzane pomiary czystości potwierdzają klasę czystości. Ilość pyłów lub innych mikrocząsteczek jest utrzymywany na stale niskim poziomie. Dodatkowo pomieszczenia przystosowane do litografii wyposażono w specjalne systemy oświetlenia, które minimalizują ilość światłą, które mogłoby zakłócić proces fotolitografii.

Techniki badawcze

Główne techniki rozwijane i wdrażane w laboratorium to fotolitografia, bezmaskowa litografia optyczna, osadzanie warstw metalicznych i dielektrycznych (rozpylanie magnetronowe, ewaporacja przy użyciu wiązki elektronowej, PECVD) oraz wytrawiania mokre i plazmowe (ICP-RIE). Naszą ambicją jest również rozwój kompetencji w wytwarzaniu cienkich warstw metodą osadzania warstw atomowych (ALD) i precyzyjnego druku wysokorozdzielczych ścieżek metalicznych dla zintegrowanej elektroniki. Laboratorium posiada pełną zdolność do analizy i walidacji wytworzonych struktur i warstw, zarówno za pomocą precyzyjnej mikroskopii jak i elipsometrii spektroskopowej oraz dwóch profilometrów – stykowego i optycznego.

Tematyka i działalność

Świadczymy usługi komercyjne dla firm i instytucji badawczych, które potrzebują zaawansowanych technik mikrofabrykacji oraz charakteryzacji mikro- i nanostruktur oraz warstw. Zapraszamy do współpracy zarówno w formie kontraktów badawczych, jak i wspólnych projektów. Nasz zespół współpracuje z wieloma grupami badawczymi, zarówno w PORT, jak i w innych instytucjach, w obszarach takich jak optoelektronika oparta na półprzewodnikach III-V, fotoniczne komponenty na bazie warstw SiO2-TiO2 wytwarzanych metodą zol-żel, a także zaawansowane materiały, takie jak perowskity i sztuczne opale. Specjalizujemy się w wytwarzaniu planarnych komponentów fotonicznych przy użyciu metod litograficznych. Obecnie naszym głównym obszarem badań jest rozwój biosensorów opartych na zintegrowanych układach fotonicznych (PIC).

Metody wytwarzania wzorów:

  • Fotolitografia z użyciem maski (rozdzielczość ok. 1 µm)
  • Bezmaskowa litografia optyczna (rozdzielczość ok. 1 µm)
  • Drukowania ścieżek przewodzących (średnica od 5 μm, dowolne kształty)

Osadzanie cienkich warstw:

  • Osadzanie warstw dielektrycznych i przewodzących (napylanie, rozpylanie magnetronowe, PECVD)
  • Nakładanie warstw metodą mokrą (spin-coating, dip-coating)
  • Osadzanie warstw atomowych – ALD

Trawienie:

  • Mokre trawienie różnych materiałów (półprzewodników, tlenków, azotków, itp.)
  • Reaktywne trawienie plazmowe materiałów na bazie krzemu i półprzewodników złożonych (ICP/RIE)

Procesy dodatkowe:

  • Szybka obróbka termiczna (RTP)
  • Wygrzewanie (piec, precyzyjny hot plate)
  • Czyszczenie mokre i plazmowe

Charakterystyka struktur:

  • Profilometria stykowa
  • Profilometria optyczna
  • Mikroskopia optyczna
  • Elipsometria spektroskopowa

Litografia:

  • SÜSS MicroTec Mask Aligner MA8/BA8
  • Heidelberg Instruments µMLA Tabletop Maskless Aligner
  • Spincoatery (SÜSS RCD8, Laurell)

Osadzanie próżniowe/rozpylanie:

  • Moorfield MiniLab 060 (ewaporacja przy użyciu wiązki elektronowej)
  • Moorfield MiniLab 080 (rozpylanie magnetronowe)

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej:

  • Sentech SI 500 208 (PECVD, warstwy: SiO2, Si3N4)

Trawienie i czyszczenie plazmowe:

  • Sentech SI 500 206 (ICP-RIE, gazy: Ar, O2, SF6, CF4, CHF3, C4F8)
  • Sentech SI 500 207 (ICP-RIE, gazy: Ar, O2, SF6, CF4, SiCl4, BCl3, Cl2)
  • TePla GIGAbatch 310M (plazma mikrofalowa, gazy: O2, CF4)

Wygrzewanie:

  • RTP AS-One 150 (szybka obróbka termiczna)
  • SÜSS HP8 Hot plate (x3)

Drukowanie ścieżek przewodzących:

  • XTPL Delta Printing System

Pomiary:

  • Mikroskopy inspekcyjne: Leica DM 4000, DM 8000,  Keyence VHX-7000
  • Bruker DektakXT (profilometr stykowy)
  • Bruker ContourGT (profilometr optyczny)
  • Sentech SE850 DUV (elipsometr spektroskopowy)

2024

  • Łukasz Duda, Krzysztof Rola, Michał Łukomski, Andrzej Gawlik, Jacek Olszewski, Maciej Czajkowski, Joanna Cybińska, Małgorzata Guzik,
    “Fabrication of luminescent disc-shaped microstructures via wet-chemical etching of hybrid sol–gel layers for potential photonic applications”,
    Journal of Materials Science     (2024). DOI 10.1007/s10853-024-10059-y
  • Krzysztof Rola, Łukasz Duda, Sandeep Gorantla, Krzysztof Czyż, Małgorzata Guzik, Joanna Cybińska,
    “Focused Electron Beam Micro- and Nanopatterning of Thin Films Derived from Sol-Gels Based on TiO2 Precursors for Planar Photonics”,
    ACS Applied Nano Materials, Volume 7, Issue 8, pp. 8692–8702 (2024), DOI 10.1021/acsanm.4c00060
  • Daria Hlushchenko, Jacek Olszewski, Tadeusz Martynkien, Michał Łukomski, Karolina Gemza, Pawel Karasiński, Magdalena Zięba, Tomasz Baraniecki, Łukasz Duda, Alicja Bachmatiuk, Małgorzata Guzik, Robert Kudrawiec,
    “Waveguide-Coupled Light Photodetector Based on Two-Dimensional Molybdenum Disulfide”,
    ACS Applied Materials & Interfaces Volume 16, Issue 22, pp. 28874-28885 (2024), DOI 10.1021/acsami.4c04854

2022

  • Łukasz Duda, Maciej Czajkowski, Paweł Karasiński, Cuma Tyszkiewicz, Magdalena Zięba, Małgorzata Guzik, Alicja Bachmatiuk,
    “Towards facile fabrication of photonics components from inorganic and hybrid sol-gel films. Preparation and optical properties characterization”,
    Ceramics International, Volume 48, Issue 20, pp. 29676-29685 (2022), DOI 10.1016/j.ceramint.2022.06.225.
  • Paweł Karasiński, Magdalena Zięba, Ewa Gondek, Jacek Nizioł, Sandeep Gorantla, Krzysztof Rola, Alicja Bachmatiuk, Cuma Tyszkiewicz,
    “Sol-Gel Derived Silica-Titania Waveguide Films for Applications in Evanescent Wave Sensors—Comprehensive Study”,
    Materials, Volume 15, Issue 21, article number 7641 (2022), DOI 10.3390/ma15217641
  • Muhammad A. Butt, Cuma Tyszkiewicz, Paweł Karasiński, Magdalena Zięba, Daria Hlushchenko, Tomasz Baraniecki, Andrzej Kaźmierczak, Ryszard Piramidowicz, Małgorzata Guzik, Alicja Bachmatiuk,
    „Development of a low-cost silica-titania optical platform for integrated photonics applications,”
    Optics Express, Volume 30, pp. 23678-23694 (2022), DOI 10.1364/OE.460318

2021

  • Krzysztof Rola, Adrian Zając, Andrea Szpecht, Dominik Kowal, Joanna Cybińska, Marcin Śmiglak, Katarzyna Komorowska,
    “Interaction of electron beam with ionic liquids and its application for micropatterning”,
    European Polymer Journal, Volume 156, article number 110615 (2021), DOI 10.1016/j.eurpolymj.2021.110615
  • Dominik Kowal, Krzysztof Rola, Joanna Cybińska, Marcin Skoreński, Adrian Zając, Andrea Szpecht, Marcin Śmiglak, Sławomir Drobczyński, Karolina Ciesiołkiewicz, Katarzyna Komorowska,
    “Fluorescent ionic liquid micro reservoirs fabricated by dual-step E-beam patterning”,
    Materials Research Bulletin, Volume 142, article number 111434 (2021), DOI 10.1016/j.materresbull.2021.111434

2019

  • Krzysztof Rola, Adrian Zając, Maciej Czajkowski, Andrea Szpecht, Maria Zdończyk, Marcin Śmiglak, Joanna Cybińska, Katarzyna Komorowska,
    “Ionic liquids for active photonics components fabrication”,
    Optical Materials, Volume 89, pp. 106-111 (2019), DOI 10.1016/j.optmat.2019.01.003
  • Krzysztof Rola, Adrian Zając, Maciej Czajkowski, Marta Fiedot-Toboła, Andrea Szpecht, Joanna Cybińska, Marcin Śmiglak, Katarzyna Komorowska,
    “Electron Beam Patterning of Polymerizable Ionic Liquid Films for Application in Photonics”,
    Langmuir, Volume 35, Issue 37, pp. 11968-11978 (2019), DOI 10.1021/acs.langmuir.9b00759
  • Adrian Zając, Andrea Szpecht, Dawid Zieliński, Krzysztof Rola, Jakub Hoppe, Katarzyna Komorowska, Marcin Śmiglak,
    “Synthesis and characterization of potentially polymerizable amine-derived ionic liquids bearing 4-vinylbenzyl group”,
    Journal of Molecular Liquids, Volume 283, pp. 427-439 (2019), DOI 10.1016/j.molliq.2019.03.061
  • Krzysztof Rola, Adrian Zając, Joanna Cybińska, Marcin Śmiglak, Katarzyna Komorowska,
    “Polymerizable ionic liquids for microstructures fabrication”,
    Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, Volume 10915, Article number 109151E, Organic Photonic Materials and Devices XXI 2019, DOI 10.1117/12.2509680

2018

  • Krzysztof Rola, Adrian Zając, Maciej Czajkowski, Joanna Cybińska, Tadeusz Martynkien, Marcin Śmiglak, Katarzyna Komorowska,
    “Ionic liquids – A novel material for planar photonics”,
    Nanotechnology, Vol. 29, article number 475202 (2018), DOI 10.1088/1361-6528/aae01e

Realizowane projekty:

  1. „Zastosowanie kryształów fotonicznych w zabezpieczeniach oryginalności„ (akronim projektu: Anti-Copy)
    Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu „Lider XII”
    Wartość projektu: 1 496 487,50 PLN
    Okres realizacji projektu: 01/03/2022 – 01/03/2025
    Kierownik projektu: dr inż. Maciej Czajkowski

     

Zakończone projekty:

  1. „Hybrydowe platformy czujnikowe zintegrowanych układów fotonicznych na bazie materiałów ceramicznych i polimerowych” (akronim projektu: HYPHa)
    Projekt finansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach programu TEAM-NET Fundacji na rzecz Nauki Polskiej
    Wartość projektu: 13 208 000,00 PLN
    Wartość projektu (po stronie Łukasiewicz – PORT): 3 499 250,00 PLN
    Okres realizacji projektu: 01/10/2019 – 30/09/2023

     

    Projekt realizowany w konsorcjum:

    Sieć Badawcza Łukasiewicz – PORT Polski Ośrodek Rozwoju Technologii – Lider konsorcjum
    Politechnika Wrocławska
    Politechnika Śląska
    Politechnika Warszawska
    Kierownik projektu: dr hab. inż. Alicja Bachmatiuk
    Lider grupy (po stronie Łukasiewicz – PORT): dr hab. Małgorzata Guzik

     

  2. „Opracowanie technologii wytwarzania pasywnych systemów anty-oblodzeniowych w postaci innowacyjnych powłok superhydrofobowych na bazie nanokompozytów żywic epoksydowych” (akronim projektu: ICE)
    Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach konkursu „Lider IX”
    Wartość projektu: 1 199 825,00 PLN
    Okres realizacji projektu: 01/01/2019 – 31/12/2021
    Kierownik projektu: dr Jacek Marczak

     

  3. „Wytwarzanie i optymalizacja komponentów fotonicznych za pomocą wiązki elektronowej i jonowej poprzez polimeryzację cieczy jonowych” (akronim projektu: FACILE)

    Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu „OPUS 10”
    Wartość projektu: 1 326 700,00 PLN
    Wartość projektu (po stronie Łukasiewicz – PORT): 624 200,00  PLN
    Okres realizacji projektu: 24/10/2016 – 23/04/2020

    Projekt realizowany w konsorcjum:

    Wrocławskie Centrum Badań EIT+ Sp. z o.o. – Lider konsorcjum
    Fundacja Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza
    Kierownik projektu: dr inż. Katarzyna Komorowska

Oferta:
zapytania@port.lukasiewicz.gov.pl

Manager Laboratorium:
dr inż. Krzysztof Rola
krzysztof.rola@port.lukasiewicz.gov.pl