纳米压印技术

紫外纳米压印光刻技术*****************ULTRAVIOLETNANOIMPRINTLITHOGRAPHYTECHNOLOGY目录：介绍过程应用未来前景介绍纳米压印光刻（NIL）是制造纳米尺度图案的方法。它是一种简单的纳米光刻工艺，具有成本低，产量高，分辨率高。它通过压印抗蚀剂的机械变形和随后的工艺形成图案。印记抗蚀剂通常是在印迹期间通过热或UV光固化的单体或聚合物制剂。控制抗蚀剂和模板之间的粘合以允许适当的释放。分类热塑性纳米压印光刻(T-NIL)紫外纳米压印光刻(UV-NIL)微接触印刷（μCP）热塑性纳米压印光刻（T-NIL）在标准的T-NIL工艺中，将薄的抗蚀刻层（热塑性聚合物）,旋涂在样品基底上。然后将具有预定义拓扑图案的模具与样品接触并将它们在一定压力下压在一起。当加热到高于聚合物的玻璃化转变温度时，模具上的图案被压入软化的聚合物膜中。冷却后，模具与样品分离，图案抗蚀剂留在基材上。可以使用图案转移过程（反应离子蚀刻）将抗蚀剂中的图案转印到下面的基底。T-NIL步骤聚合物被加热到它的玻璃化温度以上。施加压力模压过程结束后,整个叠层被冷却到聚合物玻璃化温度以下脱模。脱模时要小心,以防止用力过度而使模具损伤。说明：玻璃化温度，高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。紫外纳米压印光刻(UV-NIL)流程如下：被单体涂覆的衬底和透明印章装载到对准机中,通过真空被固定在各自的卡盘中。当衬底和印章的光学对准完成后,开始接触。透过印章的紫外曝光促使压印区域的聚合物发生聚合和固化成型。接下来的工艺类似于热压工艺。最近紫外压印一个新的发展是提出了步进-闪光压印。步进-闪光压印发明于Austin（奥斯丁）的Texas大学,它可以达到10nm的分辨率。工艺如下图所示目标和结果1.石英印章接触压印2.进行UV曝光3.从基板分离印章4.清除残留层5.氧蚀剂蚀刻微接触印刷（μCP）1.模板制备2.生成PDMS压膜3.压膜上墨4.将压膜转移到承印物5.直接接触是软光刻技术的一种形式，通常使用PDMS模板上的凹凸图案压膜来在承印物的表面通过面接触形成油墨自组装单层膜的图案，就类似纳米转移印刷的情况说明：PDMS,比例为10:1的硅橡胶和硅橡胶固化剂三种方法的对比0102030405060温度（高温，室温）压力p/kN最小尺寸/nm深宽比（微接触压印为无）多次压印（越高越好，好，不好，差）多层压印（越高越好，好，不好，差）套刻精度（越高越好，好，不好，差）三种技术的比较热压印紫外压印微接触压印应用纳米压印光刻已被用于制造用于电，光，光子和生物应用的器件。对于电子设备，NIL已被用于制造MOSFET，O-TFT，单电子存储器。OTFT:Organicthinfilmtransistor有机薄膜晶体管MOSFET:Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor金属氧化物半导体场效电晶体对于光学和光子学，已经通过NIL制造亚波长谐振光栅滤波器，表面增强拉曼光谱（SERS）传感器，波片，抗反射结构，集成光子电路和等离子体激元器件进行了深入研究。注释：未来前景纳米压印光刻是一种简单的图案转印工艺，既不受衍射也不受散射效应的限制，也不受二次电子的限制，不需要任何复杂的辐射化学。它也是一种潜在的简单和便宜的技术。然而，对纳米尺度图案的延续性障碍是目前依赖于其他光刻技术来生成模板。自组装结构可能为10纳米或更小尺度的周期性图案的模板提供最终解决方案。截至2007年10月，东芝是唯一一家经过验证的纳米压印光刻技术，面向22nm及以上的公司。总结纳米压印技术是纳米尺寸大面积结构复制的最有前途的下一代技术之一,这种成本低、效率高的纳米结构制作方法已逐渐应用于生物医学、半导体加工和数据存储等领域,因为传统热压印技术和紫外压印工艺存在模板成本高、图形转移不稳定、压印效率低等缺点。THANKS