热压印光刻胶的研究进展

综述了热压印光刻胶的主要分类,重点介绍了热固性光刻胶和热塑性光刻胶的研究进展,并介绍了2种光刻胶的应用情况,最后指出热压印光刻胶今后的发展方向。

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 .

高精度压印机热误差补偿中温度变量的辨识

为了提高压印机在压印光刻工艺中的套刻对准精度,提出了采用因子分析方法来选取压印机热误差模型中的温度变量,根据变量之间的相关性分组后,再根据各变量与热误差之间的相关性在每一组中选取一个代表变量,最终将压印机上布置的温度传感器从15个减少到3个.在压印机温度测量关键点处建立了温度与模具在x、z方向热误差关系的数学模型,模型的热误差预测精度达到了98%以上.实验结果表明,该方法不仅保证了模型的精度,而且大大地减少了模型的计算时间,是一种在压印机热误差建模中选择温度测量关键点的有效方法.它不仅避免了热误差建模过程中的变量耦合问题,而且提高了模型的精确性,经过补偿,压印机的热误差在x、z方向都减小到200 nm以内.

高精度步进压印机热误差的建模分析

为了消除由紫外光曝光所引起的步进压印机的热误差,以提高压印机的套刻对准精度,运用逐步回归分析法选取了压印机上温度测量点的数量,将压印机上布置的温度传感器从15 个减少到6 个,并建立了压印机温度测量关键点处的温度与压头在x、z方向热误差关系的数学模型.实验结果与模型计算结果的对比分析表明,模型的热误差预测精度在x方向可以达到89%,而在z方向可以达到93%.应用表明,该方法是一种在压印机热误差建模中选择温度测量关键点的有效方法,可避免热误差建模过程中的变量耦合问题,从而提高了模型的精确性.

高精度压印机压印轴的热误差分析

在压印光刻工艺中,针对压印机由于温度变化而引起的热误差,通过建立压印机压印轴有限元分析模型,对其温度分布进行了仿真计算.采用高斯求积法优化了温度传感器的位置和数量,选取了1个热源点和2个高斯点作为测温关键点,建立了压印轴测温点的温度变化与压印轴轴向热误差之间的线性计算模型,该方法可以预先确定测温点的数量和位置,避免了传统的从多个测温点中通过实验选择最优传感器数量和位置的方法.研究结果表明,有限元计算结果与实验中温度测量值之间的误差小于7 7%,仿真结果能准确反映压印轴温度场的分布情况,所建立的压印轴热误差模型的计算精度可以达到93%,因此获得了较高的计算精度.

高保真度压印光刻图形质量研究

为提高纳米压印工艺的图形质量,在抗蚀剂涂铺之前,对硅基材料进行氧离子轰击表面改性,有效增强硅基材料对抗蚀剂的亲和性;采用PDMS软模具,脱模性能好,而且能够很好的清除图型母版和自身表面的杂质;利用高保真度加载工艺,图型横向和纵向复型误差小于14 nm;运用多元回归方法建立了所选温度测点的温度值与模具中心z向热误差之间的关系模型,并对热误差进行了补偿。实验结果表明,压印光刻工艺实现了图型特征的高保真度复制。

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 .

热纳米压印技术的研究进展

介绍了热纳米压印(T-NIL)的要素制备、工艺流程,分析了温度、压力、时间等因素对T-NIL技术的影响。针对这些因素,阐述了T-NIL技术的最新研究进展,包括抗粘连处理方法、加热加压方式、模具及光刻胶材料的选择、T-NIL设备等。介绍了T-NIL技术在不同领域的应用。

纳米压印光刻技术——下一代批量生产的光刻技术(英文)

纳米压印光刻技术已被证实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。这种速度快、成本低的方法成为生物化学、μ级流化学、μ-TAS和通信器件制造以及纳米尺寸范围内广泛应用的一种日渐重要的方法,如生物医学、纳米流体学、纳米光学应用、数据存储等领域。由于标准光刻系统的波长限制、巨大的开发工作量、以及高昂的工艺和设备成本,纳米压印光刻技术可能成为主流IC产业中一种真正富有竞争性方法。对细小到亚10nm范围内的极小复制结构,纳米压印技术没有物理极限。从几种纳米压印光刻技术中选择两种前景广阔的方法——热压印光刻(HEL)和紫外压印光刻(UV-NIL)技术给予介绍。两种技术对各种各样的材料以及全部作图的衬底大批量生产提供了快速印制。重点介绍了HEL和UV-NIL两种技术的结果。全片压印尺寸达200mm直径,图形分辨力高,拓展到纳米尺寸范围。

紫外纳米压印技术的研究进展

传统的紫外纳米压印(UV-NIL)虽然不受曝光波长的限制,但是存在气泡残留、压印不均匀、模具寿命短等问题。为解决这些问题产生了各种新型UV-NIL工艺,针对这些工艺阐述了紫外纳米压印技术工艺要素的最新研究进展,包括模具、光刻胶的材料与制备技术的现状,并列举了步进-闪光压印光刻(S-FIL)、卷对卷式紫外纳米压印光刻(R2R-NIL)等工艺的流程及其特点。紫外纳米压印的图形质量目前仍受光刻胶填充、固化、脱模等物理行为影响。结合最近的实验研究,从理论方面概述了紫外纳米压印的基本原理,主要指出了光刻胶流动行为以及模具降解等问题。最后介绍了一些紫外纳米压印技术的尖端应用。

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。

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℃。

一种新型聚合物微透镜阵列的制造技术

提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术。采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母板,利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上得到一个和母板表面图形相反的模具,最后通过压印的方法把PDMS模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上,待紫外胶完全固化后可得到和母板一致的微透镜阵列。经过测试微透镜阵列的焦点图像和表面形貌可发现最后制备的微透镜阵列表面形貌均匀、聚焦性能良好、光强均匀。