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1、纳米压印技术综述绘梨衣2018/11/01纳米压印技术的背景纳米压印技术的分类纳米压印技术的现状和发展趋势纳米压印技术背景纳米压印的基本原理：通过模板将图形转移到衬底上，转移的媒介一般为聚合物薄膜，通过热压或紫外光固话的方法保留下转移的图形，从而实现微纳结构的制造。基本工艺流程Ref.ChouSY,KraussPR,RenstromPJ.Imprintofsub‐25nmviasandtrenchesinpolymers[J].Appliedphysicsletters,1995,67(21):3114-3116.纳米压印技术的优势光学光刻的分辨率受限于设备体积小成本相对
2、较低生产效率高容易制备高深宽比图案纳米压印纳米压印技术的发展历程热压印1995,StephenChou,etal.滚筒压印1998,StephenChou,etal.步进闪光压印1999,Colburn,Matthew,etal.三层膜系统2000,Lebib,A.,etal.逆向纳米压印2002,LJGuo,etal.复合压印2004,LJGuo,etal.气垫加压2006,StephenChou,etal.晶圆弯曲2008,Wu,Wei,etal.气垫加压Ref.GaoH,TanH,ZhangW,etal.Aircushionpressforexcellentunif
3、ormity,highyield,andfastnanoimprintacrossa100mmfield[J].NanoLetters,2006,6(11):2438-2441.晶圆弯曲Ref.WuW,TongWM,BartmanJ,etal.Sub-10nmnanoimprintlithographybywaferbowing[J].Nanoletters,2008,8(11):3865-3869.纳米压印技术的分类常见的纳米压印技术有热压印(hotembossinglithography)、紫外压印(UV-nanoimprintlithography)和软刻蚀(sof
4、tlithography)三种类型。其中，常见的软刻蚀有微接触印刷(microcontactprinting,jnCP)、复制模塑(replicamolding，REM)、转移微模塑(microtransfermolding，//TM)、毛细微模塑(micromoldingincapillaries,MIMIC)、溶剂辅助微模塑(solvent-assistedmicromolding,SAMIM)、热压注塑(embossingandinjection)等。根据固化方法不同，纳米压印可分为热固化、紫外固化以及热-紫外同时固化三种方式。其中，热固化最大的缺点在于:模板在高温
5、高压下，表面结构或其他热塑性材料会有热膨胀趋势，这将导致转移图形尺寸的误差以及脱模的困难。一般来说，特征尺寸越小，集成度越高，模板与聚合物之间的黏合力越大，使得脱模越困难。紫外固化时间短，相应压力也较低，可以大大减小晶片变形的几率和程度。同时，模板的高透明性能够进行高精度对准，特别适合半导体器件和电路制造。根据图形转移范围不同，纳米压印可分为全晶片(fullwafer)压印、步进压印和滚动压印。其中，步进压印主要有步进快闪式(stepandflashimprintlithography，S-FlL)和步进重复(stepandrepeat)这两种压印工艺;滚动(卷对卷和卷对
6、板)压印工艺适合大规模生产，特别是卷对卷纳米压印工艺，它是一种高效能、低成本的连续化生产方式，特别适合柔性薄膜压印。根据压印模板不同，纳米压印可分为硬压印和软压印。其中，硬压印的模板材料主要有石英、硅、氮化硅、金刚石、类金刚石、复合材料等；软压印的模板材料主要有PDMS、PMMA、PET、h-PDMS、PUA、PVA、PVC、PTFE、ETFE等聚合物。纳米压印技术的研究现状和趋势纳米压印技术是一种操作简单、图形转移性能好、加工时间短及成本低廉的图形复制方法，采用机械模具微复型的原理来代替传统的光学光刻，降低了对特殊曝光束源、高精度聚焦系统、极短波长透镜系统以及抗蚀剂分辨
7、率受光波场效应的限制和要求。目前全世界已有5家纳米压印光刻设备提供商，它们是美国的MolecularImprintsInc.,NanonexCorp,奥地利的EVGroup,瑞典的ObducatAB和德国的SussMicrotecCo.,Inc.。尽管纳米压印光刻技术从原理上回避了昂贵的投影镜组和光学系统固有的物理限制，但因其属于接触式图形转移过程，又衍生了许多新的技术问题，其中1∶1压印模具的制作、套印精度、模具的使用寿命、生产率和缺陷控制被认为是当前最大的技术挑战。Thediagramofthemicrofluidicch
