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1、摘要半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移,最先进的浸润式光学光刻在45nm节点已经形成产能,然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展。在下一代图形转移技术中,电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位。其中纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点,是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,如热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术、微接触纳米压印技术等。关键词:纳米压印；气压辅助压印；激光辅助压印；滚轴式压
2、印AbtractTransferofgraphicsisachivedbyoplicallithographyforseveraldecadesinsemiconductorprocess.Theprodutioncapacityof45nmnodehasbeenformed.ButnowsemiconductorindustryisdifficulttobedevelopedaccordingtoMoorelawbecauseoftheinherentlimitationsofoplicallithogr
3、ahy.Nowelectron-beamdirectwriting,X-rayexposureandnanoimprinttechnologyarethemaintechnologiesfornextgenerationgraphicstransfertechnology.Nanoimprinttechnologyhastheadvantagesofhighyield,lowcostandsimpleprocess.Introducethetraditionalnanoimprinttechnologyan
4、ditsdevelopment,includinghotembossinglithographytechnology,ultraviloetnanoimprint,micro-contactnanoimprint.Keywords:Nanoimprintlithography；Pressure-assistednanoimprint；Laser-assistednanoimprint；Roller-typenanoimprint目录第1章绪论1第2章纳米压印的技术方法52.1热塑纳米压印技术52.2紫外固化
5、纳米压印技术62.3微接触压印技术82.4纳米压印技术的新发展92.4.1金属薄膜直接压印技术92.4.2激光辅助压印技术102.4.3滚轴式纳米压印技术112.4.4“缩印”工艺12第3章影响纳米压印图形精度的因素143.1温度143.2压印时间143.3压力153.4模版的抗粘性153.5抗蚀层聚合物16第4章纳米压印技术的产业化发展18结论20参考文献21第1章绪论集成电路制程长期采用光学光刻技术实现图形转移,光刻技术的发展在集成电路更新换代中扮演着先导技术的角色,它直接决定了单个器件的物理尺寸。光学
6、光刻技术受限于工艺因子、光源波长和数值孔径,即著名的瑞利公式。R=K1λ/NA（公式1-1）式中:k1—工艺因子；λ—入射光的最小波长；NA—数值孔径。据此,可以从此三个方面提高光学光刻的分辨率。光源从早期的g(436nm)和i(365nm)谱线光源到KrF(远紫外线248nm)、ArF(深紫外线193nm)和F2(157nm)等准分子激光光源,更有采用浸润式光刻变相缩短入射波长的新型浸润光刻机出现,且已经在45nm节点工艺形成产能。数值孔径从早期的0.28nm提高到最新报道的1.6nm,但数值孔径也不宜过
7、大,因成像景深随数值孔径的减小呈平方减小,数值孔径过大,景深会大幅度减小。通过改善照明条件和改进掩模设计,如光学临近效应校正、移相掩模和离轴照明等,可使工艺因子k1缩小,经过优化组合,甚至可使k1值接近0.25nm的极限。随着半导体技术的发展,需要的光学光刻设备越来越复杂且昂贵,而且进一步的发展解决更低加工技术节点也越来越困难。必须寻找新的图形转移技术才能保证半导体产业继续沿摩尔定律高速发展,在下一代图形转移技术中,电子束与X射线曝光,聚焦离子束加工,扫描探针刻蚀制技术占有重要位置,而且近年都取得了重大技术
8、进步。但这些技术的缺点是设备昂贵,产量低,因而产品价格高昂。商用产品的生产必须是廉价的、操作简便的,可工业化批量生产的、高重复性的；对于纳米尺度的产品,还必须是能够保持它所特有的图形的精确度与分辩率。针对这一挑战,美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始进行了开创性的研究,他们提出并展示了一种叫作“纳米压印”的新技术。纳米压印是一种全新的纳米图形复制方法。其特点是具有超高分辩率、高产量、低成本。高分辩率
