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1、步进闪光压印光刻模具制作工艺研究第40卷第3期2006年3月西安交通大学JOURNALOFXIANJIA0T0NGUNIVERSITYVo1.40№3Mar.2006步进闪光压印光刻模具制作工艺研究李寒松,丁玉成,卢秉恒(西安交通大学制造系统工程国家重点实验室,710049,西安)摘要:由于硅橡胶具有良好的自适应性和优异的脱模性,所以选取硅橡胶作为模具材料,并确定使用硅橡胶加石英硬衬作为压印光刻工艺的模具.分析了硅橡胶模具制作工艺中真空辅助浇铸的成型过程,以及交联固化反应过程的各个工艺参数对硅橡胶模具性能的影响,通
2、过大量实验,具体分析了硅橡胶单体和固化荆配比,浇铸真空压力,固化温度及固化时间等工艺参数,并由此得到了优化的硅橡胶固化工艺参数,提高了硅橡胶模具的物理性能.实验表明,硅橡胶模具具有良好的自清洁功能,其表面图形完好,图形转移效果优异,完全能够满足300rllTl特征尺寸图形复型转移压印的要求.关键词:压印光刻;硅橡胶;模具中图分类号:TN305.2文献标识码;A文章编号:0253—987X(2006)03—0337—04TemplateFabricationProcessinStepandFlashImprintLi
3、thographyLiHansong,DingYucheng,LuBingheng(StateKeyLaboratoryforManufacturingSystemsEngineering,xianJiaotongUniversity,Xian710049,China)Abstract:Aprocessoffabricatingmoldappliedtostepandflashimprintlithographyisdescribed.Sili—coneischosentoserveasthepattemiv4gm
4、aterialduetoitsfineself-adaptabilityandeasydemoldingchar—acter.Themoldismadeofthesiliconepattemlayerwithaquartzsupportingplate.Theparametersinavacuumcastingprocessandahardeningprocessforcomposingthesiliconeareoptimizedtoimprovethephysicalpropertiesofthemoldtok
5、eepadequatedemoldandpatternaccuracy.Itisexperimentallyshownthatthemoldenablestomeettherequirementsforpatterningsub-micrometerstructureswithsatisfiedself-cleaningandpatterntransferringcapacity.Keywords:imprintlithography;silicone;template由于集成电路的特征尺寸已经降到了100am以下
6、,使传统光刻工艺遇到了越来越多的理论上和技术上的瓶颈问题,虽然仍然可以满足加工工艺的要求,但设备价格和生产成本上升极快,因此出现了下一代光刻技术(NGL).例如,电子束投影光刻(EBI),X射线光刻(XRL)和压印光刻(IL)等L1],其中1L不仅为生产特征尺寸在100am以下的集成电路提供了一种低生产成本的新思路,而且其应用范围可以遍及整个微细加工领域.IL技术是将传统模具复型原理应用到微观制造领域,因此不需要掩模版和复杂的光学系统,而是依赖化学和低压机械工艺来实现微观图型转移,从而避免了光学透镜的最小极限.由于
7、在步进闪光压印光刻(SFIL)中微观图形的转移由模具来完成,因此制作出高精度,高均匀,高平整和高保真的压印模具是整个工艺的核心问题之一,而在压印模具制作过程中,如何选择模具材料和模具制备过程中的工艺条件控制又是整个压印模具制作的重点[.为了获得高精度压印模具,本文着重从模具材料的选择,固化剂的添加量,浇铸真空压力的大小,以及固化温度和固化时间等方面进行了分析和研究.收稿日期:2005—06—15.作者简介:李寒松(1975～),男,博士;丁玉成(联系人),男,教授,博士生导师.基金项目:国家重点基础研究发展计划资助
8、项目(2OO3CB7162O3);国家自然科学基金资助项目(50275118);国家高技术研究发展计划资助项目(2002AA420050).西安交通大学第4O卷1模具材料的选择及尺寸的确定在实验中选择具有自适应能力的弹性材料制作压印模具,由于聚氨酯,聚甲基丙烯酸甲酯(PM一'MA)和硅橡胶材料具有较好的紫外光透过性,化学稳定性和自适应能力,因此能够消除由平面
