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1、紫外纳米压印光刻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Contents介绍纳米米压印光刻（印光刻（NIL）是制造是制造纳米尺度米尺度图案的方法。案的方法。 它是一种它是一种简单的的纳米光刻工米光刻工艺，具有，具有成本低，成本低，产量高，分辨率高。量高，分辨率高。 它通它通过压印抗印抗蚀剂的的机械机械变形和随后的工形和随后的工艺形成形成图案。案。 印印记抗抗蚀剂通常通常是在印迹期是在印迹期间通通过热或或UV光固化的光固化的单体或聚合物制体或聚合物制剂。 控制抗控制抗蚀剂和模板之和模板之间的粘合
2、以允的粘合以允许适当的适当的释放。放。分类u热塑性塑性纳米米压印光刻印光刻(T-NIL)u紫外紫外纳米米压印光刻印光刻(UV-NIL)u微接触印刷（微接触印刷（CP）热塑性塑性纳米米压印光刻（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u聚合物被加聚合物被加热到它的到它的玻
3、璃化温度玻璃化温度以上。以上。u 施加施加压力力u模模压过程程结束后束后 ,整个叠整个叠层被冷却到聚被冷却到聚合物玻璃化温度以下合物玻璃化温度以下u脱模。脱模脱模。脱模时要小心要小心 ,以防止用力以防止用力过度度而使而使 模具模具损伤。 说明：明：玻璃化温度，高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。紫外紫外纳米米压印光刻印光刻(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-
4、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（微接触印刷（CP）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.直接接触是是软软光刻技光刻技术术的一种的一种形式，通常使用形式，通常使用PDMSPDMS模模板上的凹凸板上的凹凸图图案案压压膜来在膜来在承印物的表面通承印物的表面通过过面接触面接触形成油墨自形成油墨自组组装装单层单层膜的膜的图图案，就案，就类类似似纳纳米米转转移印移印刷的情况刷的情况说明：明：PDMS,比例为1
5、0:1的硅橡胶和硅橡胶固化剂三种方法的对比温度（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）010203040506070三种技三种技术的比的比较热压印紫外压印微接触压印应用纳米米压印印光光刻刻已已被被用用于于制制造造用用于于电，光光，光子和生物光子和生物应用的器件。用的器件。对 于于 电 子子 设 备 ， NIL已已 被被 用用 于于 制制 造造MOSFET ， O-TFT ，单电子存子存储器。器。OTFT:Organicthinfilmtransistor有机薄膜晶体管M
6、OSFET:Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor金属氧化物半导体场效电晶体对于于光光学学和和光光子子学学，已已经通通过NIL制制造造亚波波长谐振振光光栅滤波波器器，表表面面增增强拉拉曼曼光光谱（SERS）传感感器器，波波片片，抗抗反反射射结构构，集成光子集成光子电路和等离子体激元器件路和等离子体激元器件进行了深入研究。行了深入研究。注注释：未来前景纳米米压印印光光刻刻是是一一种种简单的的图案案转印印工工艺，既既不不受受衍衍射射也也不不受受散散射射效效应的的限限制制，也也不不受受二二次次电子子的的限限制制，不不需需要要任任何何复复杂的的辐
7、射射化化学学。 它它也也是是一一种种潜潜在在的的简单和和便便宜宜的的技技术。 然然而而，对纳米米尺尺度度图案案的的延延续性性障障碍碍是是目目前前依依赖于于其其他他光光刻刻技技术来来生生成成模模板板。自自组装装结构构可可能能为10纳米或更小尺度的周期性米或更小尺度的周期性图案的模板提供最案的模板提供最终解决方案。解决方案。截至截至2007年年10月，月，东芝是唯一一家芝是唯一一家经过验证的的纳米米压印光刻技印光刻技术，面向，面向22nm及以上的公司。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
