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。

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。

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。