紫外纳米压印技术

与界面张力有关 , 粘附功也可以理解为将某一界面
分离成两个表面所需的可逆功 。粘附功的大小标志
着固 - 液两相铺展结合的牢固程度 , 粘附功越大 ,
说明将液体从固体表面拉开耗费的能量越大 , 即互
相结合牢固 ; 相反 , 粘附功越小 , 则越易分离 。
将不同基片与液体压印胶的表面张力 、色散和
极性分量代入上式 , 便可算出压印胶与基片之间的
PMMA 能溶于很多极性有机溶剂 , 易在涂膜 过程中获得良好的均匀性和抗紫外性[4 ] , 通常作为 光刻胶用于电子束光刻中 , 目前制备 PMMA 膜通 常是采用旋涂法在基片上得到均匀的薄膜 , 膜厚范 围在 01 4～11 0 μm , 很多研究者研究了旋涂工艺如 溶液黏度[5 - 7 ] 、浓度 、转速对膜厚的影响 , 也有一 些对膜的表面进行了研究[8 ] , 但研究者通常采用氯 苯或氯仿等有毒溶剂[9 ] , 关于溶剂的选择对膜质量 的影响 少 有 研 究 。苯 甲 醚 毒 性 较 小 , 且 其 饱 和 蒸汽压 为 11 33 k Pa/ 421 2 ℃, 挥 发 性 小 于 氯 苯 (11 33 k Pa/ 20 ℃) 和 氯 仿 ( 131 3 k Pa/ 101 4 ℃) , 较低的挥发性会导致更多的径向流动 , 膜厚更小 , 更均匀[10 ] 。因此 , 本文选择苯甲醚为溶剂制备了 PMMA 膜 , 通过改变溶液浓度和旋涂速度 , 采用 原子力显微镜对膜的表面形貌 、粗糙度和厚度进行 了表征 , 得到了厚度满足纳米压印要求的转移层 , 并制备了 PS 膜 ; 采用接触角测试仪评价了 PM2 MA 膜 、PS 膜对丙烯酸酯型压印胶的润湿铺展性 能 , 测试了两种不同结构丙烯酸酯压印胶配方的表 面张力 , 通 过理 论计 算比 较 了 压 印 胶 与 PMMA 膜 、PS 膜和 Si 片之间的粘附功和界面张力 。

纳米压印工艺解读欢迎访问Freekaoyan论文站纳米压印工艺欢迎访问Freekaoyan 论文站目前纳米结构制作的主要途径是采用光刻手段在物体上制作纳米量级图形，纳米尺度的产品必须能够保持它所特有的图形的精确度与分辨率。

随着光学光刻的极限分辨率可以达到光源波长的一半,193 nm 波长的光源分辨率则可以达到100 nm ,157 nm 波长的光源分辨率将达到70 nm。

而由于深紫外线能被各种材料强烈吸收，继续缩短波长将难以找到制作光学系统的材料，这使得光学光刻在70 nm 时在技术上遇到其难以跨越的困难。

为了适应集成电路技术的迅猛发展，在光学光刻努力突破分辨率极限的同时，替代光学光刻的下一代光刻技术在最近几年内获得了大量的研究。

极紫外光刻技术使用波长11～l3nm 的极紫外光，系统采用精度极高的反射式光学系统，以避免折射系统中强烈的光吸收，如何实现足够功率的短波长光源也是一个难点，整个光刻系统造价非常昂贵。

而商用产品的生产必须是廉价的、操作简便的，可工业化批量生产的、高重复性的。

除极紫外光刻之外，比较有前途的还有电子束光刻和接近式X射线光刻，但其也存在一些不足之处，如产出低，模板难以制作等，从而离工业应用还有一段距离。

针对以上的挑战，美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始进行了开创性的研究，他们提出并展示了一种叫做“纳米压印”(nanoimprint lithography)的新技术。

纳米压印术是软刻印术的发展，它采用绘有纳米图案的刚性压模将基片上的聚合物薄膜压出纳米级图形，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。

它可以大批量重复性地在大面积上制备纳米图形结构，并且所制出的高分辨率图案具有相当好的均匀性和重复性。

该技术还有制作成本极低、简单易行、效率高等优点。

因此，与极端紫外线光刻、X射线光刻、电子束刻印等新兴刻印工艺相比，纳米压印术具有不逊的竞争力和广阔的应用前景。

紫外纳米压印光刻技术
ULTRAVIOLET NANOIMPRINT LITHOGRAPHY TECHNOLOGY
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目录：
介绍 过程 应用 未来前景

介绍

纳米压印光刻（NIL）是制造纳米尺度
图案的方法。 它是一种简单的纳米光刻工艺，具有 成本低，产量高，分辨率高。 它通过压印抗蚀剂的 机械变形和随后的工艺形成图案。 印记抗蚀剂通常 是在印迹期间通过热或UV光固化的单体或聚合物制 剂。 控制抗蚀剂和模板之间的粘合以允许适当的释 放。
分类

热塑性纳米压印光刻(T-NIL)
紫外纳米压印光刻(UV-NIL) 微接触印刷（μCP）


热塑性纳米压印光刻（T-NIL）
在标准的T-NIL工艺中，将薄的抗蚀 刻层（热塑性聚合物）,旋涂在样品基 底上。 然后将具有预定义拓扑图案 的模具与样品接触并将它们在一定压 力下压在一起。 当加热到高于聚合 物的玻璃化转变温度时，模具上的图 案被压入软化的聚合物膜中。 冷却 后，模具与样品分离，图案抗蚀剂留 在基材上。 可以使用图案转移过程 （ 反应离子蚀刻 ）将抗蚀剂中的图 案转印到下面的基底。
模板制备 生成PDMS压膜 压膜上墨 将压膜转移到承印物 直接接触
说明：PDMS,比例为10:1的硅橡胶和硅橡胶固化剂
三种方法的对比
三种技术的比较
热压印 紫外压印 温度（高温，室温） 60 套刻精度（越高越好，好，不 好，差） 50 40 30 20 10 0 多层压印（越高越好，好，不 好，差） 最小尺寸/nm 压力p/kN 微接触压印
THANKS
多次压印（越高越好，好，不 好，差）
深宽比（微接触制造用于电，光， 光子和生物应用的器件。 对 于 电 子 设 备 ， NIL 已 被 用 于 制 造 MOSFET ， O-TFT ，单电子存储器。 对于光学和光子学，已经通过NIL制造亚波长谐振光栅滤波 器，表面增强拉曼光谱（SERS）传感器，波片，抗反射结构， 集成光子电路和等离子体激元器件进行了深入研究。

随着科技的进步和发展，人们从理论和实验研究中发现，当许多材料被加工为具有纳米尺度范围的形状时，会呈现出与大块材料完全不同的性质。

这些特异的性质向人们展现了令人兴奋的应用前景。

而在开发超大规模集成电路工艺技术的过程中，人们已经开发了一些能够进行纳米尺度加工的技术，例如电子束与X射线曝光，聚焦离子束加工，扫描探针刻蚀制技术等。

但这些技术的缺点是设备昂贵，产量低，因而产品价格高昂。

商用产品的生产必须是廉价的、操作简便的，可工业化批量生产的、高重复性的；对于纳米尺度的产品，还必须是能够保持它所特有的图形的精确度与分辩率。

针对这一挑战，美国“明尼苏达大学纳米结构实验室”从1995年开始进行了开创性的研究，他们提出并展示了一种叫作“纳米压印”(nanoimprint lithography) 的新技术[1]。

纳米材料在电子、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要应用而引起人们的高度重视.一纳米材料的概述：从分子识别、分子自组装、吸附分子与基底的相互关系、分子操作与分子器件的构筑，并通过具体的例证加以阐述，包括在STM 操作下单分子反应有机小分子在半导体表面的自指导生长; 多肽-半导体表面特异性选择结合.生物分子/无机纳米组装体、光驱动多组分三维结构组装体、DNA 分子机器。

所谓纳米材料指的是具有纳米量级从分1~100 nm 的晶态或非晶态超微粒构成的分子识别走向分子信息处理和自组织作用的固体物质。

纳米压印技术具有产量高、成本低和工艺简单的优点，是纳米尺寸电子器件的重要制作技术。

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。

本文首先描述了纳米压印技术的基本原理，然后介绍了传统纳米压印技术的新进展，如气压辅助纳米压印技术、激光辅助压印技术、静电辅助纳米压印技术、超声辅助纳米压印技术和滚轴式纳米压印技术等。

最后特别强调了纳米压印的产业化问题。

我们希望这篇综述能够引起国内工业界和学术界的关注，并致力于在中国发展纳米压印技术。