全站搜索
简繁转换
网站标志
轮播广告
新闻详情
 
新闻搜索
 
 
图片
文章正文
纳米压印的诞生基础及其应用
作者:管理员    发布于:2015-03-18 08:34:56    文字:【】【】【

随着微电子技术的迅速发展,集成电路的集成度越来越高,特征线宽尺寸从微米级逐渐向纳米级发展,对光刻技术的精度要求日益提高。为了得到更高分辨率结构,就要求使用更短波长的光作为曝光光源,传统的光刻已经达到了它的极限,因此下一代光刻技术应运而生,出现了电子束光刻(EBL)、X射线光刻(XRL)、离子束光刻(IBL)、极紫外光刻(EUV)等技术。电子束光刻虽然分辨率高,但产量低、加工成本高,只能用于加工关键层,如接触孔或通孔;X射线光刻对于光源及掩模制造要求很高,同时,高能辐射会迅速破坏掩模和透镜中的许多材料,导致光刻成本高居不下;极紫外光刻必须采用精度极高的反射式光学系统,同样会带来成本的剧增。因此,微电子中难以克服的物理极限和昂贵的设备成本激发人们去研发一种非光学的、廉价的且工艺简单的纳米图案复制技术,纳米技术特别是纳米加工技术的极大提高促使了纳米压印技术的产生,该技术由普林斯顿大学的Stephen Y. Chou首先提出。

纳米压印技术是在微纳米尺度获得复制结构的一种低成本且快速的方法。该技术在一定条件下可以将模板上的结构按需复制到大的表面上。纳米压印技术采用纳米图案的刚性模具将基片上的聚合物薄膜压出纳米级花纹,再对压印件进行常规的刻蚀、剥离等加工,最终制成纳米结构和器件。在纳米压印技术中,相当昂贵的光刻只需被使用一次以制造可靠的模板,模板即可用于大量生产复制品。基于此,纳米压印技术可广泛地应用于生物医学、高密度存储、光子晶体、塑料电子学、电阳能电池、传感器和高精度印刷电路板制作。正因为如此,纳米压印技术自从发明以来就受到了各国广泛地研究,成为纳米图案复制领域的一个热点。

在纳米压印技术中,光刻胶(纳米压印胶)对于纳米图案的复制效果起着决定性的作用。光刻胶(又称为抗蚀剂)是指通过紫外光、准分子激光、电子束、X射线等光源或热辐射,导致溶解度或粘度发生变化而应用于微纳电子器件制造、发光二极管、存储器、太阳能电池等领域的一类材料。光刻胶一般具有两种功能:最为常见的是作为图形转移层,也就是抗蚀剂,在器件制作过程中实现图形转移后被清除;此外,还可以被赋予某些特殊功能,使其本身就成为成品器件的一部分,如以发光材料、非线性光学材料等功能材料做光刻胶,构筑微纳光学器件,以及用生物相容性好的聚甲基硅氧烷制作生物微流渠道等。根据光刻胶的固化方法不同,纳米压印可分为热固化、紫外固化以及热、紫外同时固化三种方式。其中,热固化最大的缺点在于:模板在高温高压下,表面结构或其他热塑性材料会有膨胀趋势,这将导致转移图形尺寸的误差以及脱模的困难。一般来说,特征尺寸越小,集成度越高,模板与聚合物之间黏合力越大,使得脱模越困难。紫外固化时间短,相应压力也较低,可以大大减小晶片变形的几率和程度。同时,模板的高透明性能够进行高精度对准,特别适合半导体器件和电路制造。

图片
脚注信息
版权所有 Copyright(C)2013-2016 南京鹏派新材料科技有限公司
访问统计