纳米压印光刻模具制作技术研究进展及其发展趋势

模具是纳米压印光刻(Nanoimprint lithography,NIL)与传统光学光刻工艺最大的区别所在,模具作为压印特征的初始载体直接决定着压印图型的质量,要实现高质量的压印复型,必须要有高质量的压印模具。不同于传统光学光刻使用的掩模(4X),纳米压印光刻使用的是1X模版,它在模具制作、检查和修复技术面临更大挑战。当前,模具的制作已经成为NIL最大的技术瓶颈,而且随着纳米压印光刻研究的日益深入以及应用领域的不断扩大,NIL模具的制造将变的越来越重要并面临着更加严峻的挑战。因此,模具的制造已经成为当前纳米压印光刻一个最重要的研究热点,纳米压印光刻发展的历史也是压印模具不断发展创新的历史。综述了当前国内外各种纳米压印光刻模具制作技术研究进展,并指出三维模具、大面积模具和高分辨率模具的制作、模具缺陷的检查和修复是当前及其将来最迫切的需求、最主要的研究热点和挑战。

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 .

纳米压印光刻中的多步定位研究

在步进重复式压印光刻中,为了避免承片台支撑绞链结构间隙及微观姿态调整往返运动导致的表面材料不规则形变,建立了单调、无振荡、多步逼近目标位置的宏微两级驱动系统,并提出了径向基函数-比例、积分、微分(RBF-PID)及单调位置控制算法.控制结果证明,使用具有强鲁棒性的RBF-PID非线性控制模式,使得驱动过程呈现无超调、无振荡的单调过程,因此避免了由于系统微观振荡调节而引入的间隙误差和材料表面形变误差.此控制方式可使步进重复式压印系统的定位精度在满足100 mm行程驱动的前提下,达到小于10 nm的定位技术指标.

纳米压印光刻中抗蚀剂膜厚控制研究

研究了纳米压印光刻匀胶工艺中抗蚀剂膜厚与抗蚀剂粘度、匀胶转速、匀胶时间和滴胶量之间的关系。实验研究表明,抗蚀剂膜厚与抗蚀剂粘度、匀胶转速和匀胶时间均呈幂指数关系;当匀胶转速达到一定值,匀胶时间足够大时,膜厚不再随匀胶时间变化而变化,存在最小厚度,即抗蚀剂膜厚与滴胶量无关。建立了抗蚀剂膜厚与抗蚀剂粘度、匀胶转速和匀胶时间之间的量化关系公式,实现了对抗蚀剂膜厚的控制。

纳米压印光刻工艺的研究进展和技术挑战

图形化技术是微纳制造过程的核心工艺之一.目前,作为微纳加工主流工艺的光学光刻技术由于受曝光波长衍射极限的物理限制,其技术复杂性和设备制造成本大幅增加.纳米压印将传统的模板复型原理应用到微观制造领域,以其高分辨率、高效率、低成本和工艺过程简单的特点,引起了各国研究人员的广泛关注.作为一种接触式几何约束流变成形方式,纳米压印必然衍生出许多新的挑战性问题.在阐述纳米压印工艺构成要素的基础上,对目前的若干主要压印技术工艺变种进行了简要综述,总结出了纳米压印所涉及的基本理论问题,并对纳米压印在集成电路制造中所面临的挑战进行了分析.

我国纳米压印光刻技术专利态势分析

由于具有高分辨率、高产量、低成本等特点,纳米压印光刻技术被IC业界认为是最具发展前景的下一代光刻技术之一。本文旨在通过对纳米压印光刻技术中国专利申请进行统计分析,为我国进行具有自主知识产权的纳米压印光刻技术研发和制定有效的专利战略提供参考。

纳米压印光刻技术综述

文章在阐述纳米压印工艺构成要素的基础上,对几种传统压印技术工艺及其工艺变种进行了简要介绍,总结出了纳米压印中所涉及的几个关键技术问题,并对纳米压印在集成电路制造中所面临的挑战进行了分析。

2008纳米压印光刻国际学术会议

2008年9月26～30日，我参加Obducat AB组织的纳米压印光刻学术研讨会。纳米压印光刻（Nanoimprint Lithography，NIL）是一种全新的纳米图形复制方法，目前压印的最小特征尺寸可以达到5nm，NIL较之现行的投影光刻和其他下一代光刻技术，具有高分辨率、超低成本（国际权威机构评估同等制作水平的NIL比传统光学投影光刻至少低一个数量级）和高生产率等特点，

SUSS光刻机实现大面积纳米压印光刻

SUSS Micro Tec，全球领先的三维、MEMS、先进封装、纳米压印设备供应商，于日前宣布，其手动光刻机，外加一个纳米压印的组件，即可对大面积图形重复进行亚50nm的压印。

纳米压印光刻在CMOS HDD中的快速发展

据Molecular Imprints公司的首席执行官Mark Melliar-Smith所言,纳米压印技术明年将稳步跨入硬盘制造舞台,在几年之后达到CMOS高密度存储器工艺的极限。Molecular Imprints公司是一家压印工具的开发商和制造商。

IBM与MII共同开发纳米压印光刻介电材料

IBM公司与Molecular Imprints Inc．(MII)正合作开发介电材料，以推动面向主流芯片制造的纳米压印光刻(nano—imprint lithography)技术的开发。这是MII联合创始人兼美国德州大学化学工程系教授Grant Wilson日前在SPIE微光刻研讨会上透露的。

纳米压印光刻技术在中国半导体领域的应用与挑战

光刻技术作为半导体制造的核心工艺,对提高集成电路(IC)的功能性和复杂性起着至关重要的作用。随着半导体行业对更高分辨率的追求,传统的光刻技术面临着光源波长与成本效益的限制。纳米压印光刻(Nanoimprint lithography,NIL)技术作为一种非传统的光刻方法,以其低成本和高分辨率的优势,为光刻机领域提供了新的发展方向。本文将探讨NIL技术的原理,以及它如何为中国光刻机行业的破局提供技术支持,从而促进产业技术的进步。

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。

宽范围高对准精度纳米压印样机的研制

传统的光学光刻技术由于受光波波长和数值孔径等因素的限制难于制作特征尺度小于100nm的图案.与传统光刻相比,纳米压印光刻的分辨率不受光的衍射和散射等因素的限制,可突破传统光刻工艺的分辨率极限,因而被认为是一种获得100nm以下图案较好的下一代方法.介绍了自行研制的具有高定位和对准精度的纳米压印样机.利用该样机压印出的纳米级光栅、微凸点阵列、微透镜阵列等纳米结构和微器件的图形质量均匀性良好.该工艺为实现低成本、大批量复制纳米结构创造了条件,在半导体集成电路、微光学、生物和化学分析等微纳结构和器件的制作中有着广泛的应用前景.

面向大面积微结构批量化制造的复合压印光刻

为了解决在大尺寸非平整刚性衬底和易碎衬底上高效低成本批量化制造大面积微纳结构这一难题,提出一种面向大面积微结构批量化制造的复合微纳压印光刻工艺。阐述了复合压印光刻的基本原理和工艺流程,通过实验揭示了主要工艺参数(覆模速度、压印力、压印速度、固化时间)对于压印结构的影响及规律。最后,利用课题组自主研发的复合压印光刻机,并结合优化的工艺参数,在3种不同的硬质基材(玻璃、PMMA、蓝宝石)上实现了微尺度柱状结构(最大图形区域为132mm×119mm)、微尺度光栅结构(最大直径为15.24cm的圆形区域)和纳尺度柱状结构(图形区域为47mm×47mm)的大面积微纳结构制造。研究结果表明,提出的复合微纳米压印工艺为大面积微纳结构宏量可控制备、以及大尺寸非平整刚性衬底/易碎衬底大面积图形化提供了一种全新的解决方案,具有广阔的工业化应用前景。

纳米压印技术的研究进展

纳米压印技术由于具有操作简单、高分辨率、成本低、重复性高等优点,近年来受到国内外研究机构的高度重视。本文主要介绍了目前主流的几种纳米压印技术,并简要概述了纳米压印技术的研究现状和应用前景。

纳米压印跃过IDM龙门

虽然纳米压印光刻在最近更新的ITRS中排名有所下滑（在22和16nm节点的潜在解决方案中，无掩膜光刻排到了它的前面），但Molecular Imprints Inc．（MII）公司还是宣布了它在这项技术上所取得的最新成绩，即将一台用于下一代光刻（NGL）的Imprio 250设备发售给一家主要的存储器芯片制造商。

Princeton小组加深对纳米压印的理解

最近．普林斯顿大学（Pdnceton University）的研究人员在Nanotechnology（（纳米技术》杂志上发表了两篇论文．介绍了他们在纳米压印光刻（NIL）领域内的重大进展．推动这项技术向着成为可行的、用于主流半导体制造的下一代光刻技术（NGL）选择方案迈进了几大步。

从特征尺寸的缩小看光刻技术的发展

从特征尺寸不断缩小变化的角度阐述了近代光刻技术发展的历程。指出90nm节点的主流光刻技术是193nmArF光刻;193nm浸入式光刻技术作为65nm和45nm节点的首选光刻技术,如果配合二次曝光技术,还可以扩展到32nm节点的应用,但成本会增加;如果特征尺寸缩小到22nm和16nm节点,EUV光刻、无掩模光刻以及纳米压印光刻等将成为未来发展的重要研究方向。在对各种光刻技术的原理、特点以及优缺点等分析对比的基础上,对未来主流光刻技术的发展做了一定的展望。

下一代光刻技术

介绍了下一代光刻技术的演变,重点描述了浸没式光刻技术、极端远紫外光刻技术、纳米压印光刻技术和无掩模光刻技术的基本原理、技术优势、技术难点以及研发,并展望了这几种光刻技术的前景。