OPTIMUM DESIGN OF PROCESSING CONDITION AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF GRATING FABRICATION WITH HOT EMBOSSING LITHOGRAPHY

The cross-section profiles of polymer deformation in the hot embossing lithography process were studied by finite element method for various temperature, time and pressure. In order to successfully fabricate high-frequency grating lines, an optimal imprint condition was selected and the related experiments were carried out. The fabricated gratings were illuminated by the SEM image and AFM analysis, which agree well with the simulated results. Therefore, the finite element methods are helpful for a better comprehension of the polymer flow phenomena governing the pattern definition and the design of optimum processing conditions for successful grating fabrication.

纳米压印光刻技术的研究

研究了一种新型的纳米结构制作方法———纳米压印光刻技术 .该工艺通过阻蚀剂的物理变形而不是改变其化学特性来实现图形转移 ,其分辨率不受光波波长、物镜数值孔径等因素的限制 ,可突破传统光刻工艺的分辨率极限 .论述了热压雕版压印工艺及其设备 .实验表明 ,该工艺同时还具有高效率、低成本、大深宽比等优点 .

纳米器件的一种新制造工艺——纳米压印术

纳米压印术可以用于大批量重复性地制备纳米图形结构。此项技术具有操作简单、分辨率高、重复性好、费时少,成本费用极低等优点。本文介绍了较早出现的软刻印术的两种方法———微接触印刷法和毛细管微模制法。详细讲述了纳米压印术(主要指热压雕版压印法)的各步工序———压模制备、压印过程和图形转移,以及用于压印的设备、纳米图案所达到的精确度等,还简述了纳米压印术的另一方法———步进-闪光压印法。最后,通过范例介绍了纳米压印术在制作电子器件、CD存储器和磁存储器、光电器件和光学器件、生物芯片和微流体器件等方面的应用。

下一代实用光刻技术——纳米压印技术

详细介绍了纳米压印技术的应用前景,对目前各种纳米压印工艺进行归纳、分类。通过 对不同工艺过程的深入比较,分析了它们的优缺点,并展望了各自的应用前景。

纳米压印技术

传统光学光刻技术的高成本促使科学家去开发新的非光学方法,以取代集成电路工厂目前所用的工艺。另外,微机电系统(MEMS)的成功启发科学家借用MEMS中的相关技术,将其使用到纳米科技中去,这是得到纳米结构的一种有效途经。纳米压印在过去的几年里受到了高度重视,因为它成功地证明了它有成本低、分辨率高的潜力。纳米压印技术主要包括热压印、紫外压印(含步进—闪光压印)和微接触印刷等。本文详细讨论纳米压印材料的制备及常用的三种工艺的工艺步骤和它们各自的优缺点。并对这三种工艺进行了比较。最后列举了一些典型应用,如微镜、金属氧化物半导体场效应管、光栅等。

用于宽光谱减反射膜的热压印图形转移的研究

提出在Al In P窗口层上,利用纳米热压印技术加工微圆锥阵列结构实现宽光谱减反射膜的方法。通过设计仿真,Al In P微圆锥阵列结构,可实现400~1 700 nm光谱范围内平均反射率2.5%。纳米热压印技术利用制作的模板,在温度达到PMMA聚合物玻璃转化温度之上后施加一定的压力将模板压印到PMMA聚合物表面,使得纳米级模板结构转移到样品上。采用Obduct纳米压印机,研究图形转移的优化参数,制备出了具有高分辨率的热压印图形,为实现Al In P微圆锥阵列结构打下了良好的基础。

纳米压印技术的研究

介绍了纳米压印技术的原理,讨论了纳米压印中材料的制备及热压印、紫外压印、微接触印刷等3种常用的压印工艺及其关键技术,提出纳米压印技术的研究方向和面临的挑战。

热压印刻蚀技术

纳米压印刻蚀技术是通过压模的方法实现纳米结构批量复制的。这一技术具有高分辨、高效率和低成本的优点。它与现行的光学刻蚀技术流程相似,具有较好的兼容性与继承性。详细介绍了热压印刻蚀技术的核心工艺步骤:压印模板的制备、热压印胶的选择、压模和撤模、反应离子刻蚀以及热压印过程中的聚合物流动机理,探讨了热压印刻蚀技术中的基础科学问题。还分析了纳米压印刻蚀技术的研究现状,展望了纳米压印刻蚀技术的应用前景。

基于热压印的微米级图形转移精度的研究

利用热压印(HEL)技术实现了微米级图形的高精度转移.这种方法利用制作的模板,在温度达到PMMA聚合物玻璃转化温度之上后施加一定的压力将模板压印到PMMA聚合物表面,使得微米级模板结构转移到样品上.通过对影响图形转移精度的一些相关参数分析并采用MEMS专用设计软件IntelliSuite仿真PMMA聚合物填充过程,解决了影响图形转移精度的问题并优化了影响图形转移精度的参数.最后,利用Obduct纳米压印机,采用优化的参数,制备出了具有高分辨率的微米级图形.

纳米压印光刻胶

光刻胶是纳米压印的关键材料,其性能将影响压印图形复制精度、图形缺陷率和图形向底材转移时刻蚀选择性。提出了成膜性能、硬度黏度、固化速度、界面性质和抗刻蚀能力等压印光刻胶的性能指标。并根据工艺特点和材料成分对光刻胶分类,介绍了热压印光刻胶、紫外压印光刻胶、步进压印式光刻胶和滚动压印式光刻胶的特点以及碳氧类纯有机材料、有机氟材料、有机硅材料做压印光刻胶的优缺点。列举了热压印、紫外压印、步进压印工艺中具有代表性的光刻胶实例,详细分析了其配方中各组分的比例和作用。介绍了可降解光刻胶的原理。展望了压印光刻胶的发展趋势。

高分辨率常温压印光刻工艺研究

压印光刻技术将传统的模具复型原理应用到微观制造领域 ,是一种低成本高效率的集成电路制造技术。国外压印光刻工艺主要为热压印。针对热压印光刻工艺中因热变形而导致精度丧失的问题 ,提出了冷压印光刻。冷压印光刻的复型分辨率和复型质量高 ,解决了热压印光刻中的诸多难题 ,实现了 0 .

闪耀光栅制备工艺与结构保真性研究

针对气体检测中分光应用的闪耀光栅,该文在硅片上制备聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)薄膜,采用热压印及后续工艺制备了硅基的聚甲基丙烯酸甲脂闪耀光栅,通过实验分析研究了复制闪耀光栅的保真特性。研究表明,通过聚甲基丙烯酸甲脂制备、热压印及后续工艺可得到具有高保真性的微闪耀光栅,而这种方法所获得的闪耀光栅与传统方法加工的闪耀光栅相比,在效率、成本方面均具有较明显的优势。

A novel method to mass-produce PDMS stamps based on nanoimprint

Soft lithography is a low-cost and convenient method for the forming and manufacturing of micro/ nanostructures compared to the traditional optical lithography. In soft lithography, poly（dimethylsiloxane） （PDMS） stamps with relief structures have been widely used to transfer patterns. The traditional fabrication approach of PDMS stamps is time-consuming since the master has been occupied during the curing process. By adding and repeating fast nanoimprint step, many intermediate polymeric molds can be produced from the master and these molds can then be employed to replicate more PDMS stamps while the time used is close to that of the common way. We demonstrated this idea by three masters which were made by the DEM （Deepetching, Electroforming and Microreplicating） and FIB （Focused Ion Beam） techniques. The photos show that the patterns on the PMDS stamps successfully duplicated patterns on the origin masters.

用于聚合物基微流体MEMS的等离子体活性晶圆键合技术(英文)

Lab-on-chip或μ-TAS（micro—total arialysis systems）结合流体处理、检测及数据分析，是一种便携式的低成本高效器件。在微流体应用中，聚合物具有比硅或玻璃器件更明显的优势，它包括：宽泛的材料选择性，成本低、效率高，使用任意性，生物兼容性，抗化学品和工艺灵活性。为了实现采用这类材料制备小型集成化系统，我们发展了新的制备与封装技术。这项工作着眼于运用等离子体活化低温直接键合技术实现纳／微结构聚合物在低温条件下进行封装。由纳米压印光刻制作的纳／微结构的聚合物器件，可能是异质（聚合物与玻璃或硅）或同质（聚合物与聚合物）键合。为了改进键合材料的物理和化学熔合，键合工序通常在接近聚合物的玻璃化转变温度的高温下进行。但遗憾的是，高温损伤了微细图形，特别是对于高深宽比结构。在EVG 810LT等离子体反应室里，我们采用软射频频率等离子体表面处理，来进行聚合物的等离子体活化，它能在不改变聚合物体特性的前提下清洗和活化聚合物顶层。最终结果是，在EVG 501晶圆键合机上，两个活化的表面在低温下通过施加一个适中的、均匀的接触压力而连接在一起，保证了空腔密封并防止了小结构的破坏和变形。键合工艺条件为：真空条件为从大气到200～1000Pa、接触压力为2～5kN、温度从室温到80℃。

基于TiN涂层/玻璃基体的热压印模板的制备与性能

对于热压印光刻而言,制备具有精确几何结构、良好耐磨损性能以及长使用寿命模板至关重要。在分析现有Si或SiO2模板使用性能基础上,提出了在TiN涂层/玻璃基体上制备热压印模板。首先采用直流磁过滤电弧在玻璃上沉积TiN薄膜,然后,通过聚焦离子束在薄膜上加工出最小线宽71nm的栅型结构,最后,使用所加工的模板,进行热压印实验,获得了良好的压印结果。实验结果表明,TiN作为模板材料可以获得高保真度的纳米图案,并且由于TiN比Si或SiO2具有更高硬度和强度,玻璃基体也具有很好的机械性能,由TiN/玻璃系统制备的压印模板的机械性能和使用寿命较之Si或SiO2基模板得到很大提高。