一种提高压印光刻软模复制精度的方法

由于传统的光刻生产工艺有透镜光学极限性 ,压印光刻为集成电路的生产提供了一种新思路。在压印光刻中 ,模具的制造是重点。为了获得高精度的压印模具 ,在实验中着重从模具材料的选择、固化剂的添加量、真空压力大小、固化温度、固化时间等方面进行分析和研究。采用正交实验方式和数理方差分析 ,通过检测压印模具的平整度、一致性、特征尺寸及模具表面的固化收缩率等参数的变化 ,特别是模具的特征尺寸变化 ,得到了压印模具制作的最佳工艺组合     

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。     

大面积纳米压印光刻晶圆级复合软模具制造

为了解决大面积纳米压印所面临的大尺寸晶圆级复合软模具低成本制造的难题,对于当前广泛使用的大尺寸晶圆级双层复合软模具开展了理论分析、数值模拟和制造方法的系统研究。提出并建立了复合软模具脱模过程和气泡缺陷理论模型;利用ABAQUS工程模拟软件,揭示了大尺寸复合软模具影响脱模的因素和内在规律;提出一种大尺寸晶圆级双层复合软模具低成本制造方法,并完成了10.16cm(4inch)满片双层复合软模具复制的实验验证。研究结果为大尺寸复合软模具制造奠定了理论基础,并提供了一种低成本高质量制造大尺寸晶圆级双层复合软模具切实可行的方法。     

纳米压印复合软模具建模研究

基于复合软模具纳米压印是一种高效、低成本和批量化制造大面积微纳米结构的新方法,已经被看作是最具有工业化应用前景的微纳制造技术。大尺寸复合软模具的设计和制造是当前大面积纳米压印所面临的一项挑战性难题,也是影响和制约晶圆级微纳米压印广泛工业化应用的技术瓶颈。开展了大面积纳米压印复合软模具理论分析、数值模拟和试验验证的系统研究。基于薄板弯曲理论,建立复合软模具变形理论模型。利用ABAQUS模拟软件,揭示了模具几何特征、材料属性以及压印工艺要素对于复合软模具变形的影响及其规律。提出纳米压印复合软模具设计的基本准则。该研究为大面积纳米压印复合软模具设计、优化和制造奠定了重要理论基础,并为大面积纳米压印装备开发和工艺优化提供方向性指导。     

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。     

冲压模具压印在线自动检测与调试

在电子行业中许多元器件因为需要焊接金、银丝等,或者是需要在产品表面压制生产批次、品牌标志等,就需要利用到压印工艺。     

滚型纳米压印模具变形机理的研究

滚型纳米压印是一种高效、低成本批量化制造大面积微纳米结构的方法,已经被看成是最具有工业化应用前景的微纳米制造方法之一,同时也被认为是实现纳米压印技术从实验室到工业化应用的一个重要突破口。开展滚型纳米压印过程中模具变形机理和规律的研究,提出滚型纳米压印两种理论模型,揭示柔性接触滚轮模具变形的机理、规律和主要影响因素,阐述硬质接触和柔性接触两种压印方式显著区别和特点。该研究为探索减小弹性滚轮模具变形策略和方法,滚型纳米压印工艺要素的优化,以及提高滚型纳米压印复型精度和压印效率奠定了理论基础。     

SU-8胶光刻工艺研究

SU-8胶是一种基于环氧SU-8树脂的环氧型的、近紫外光、负光刻胶.其专门用于在非常厚的底层上需要高深宽比的应用.但是SU-8胶对工艺参数的改变非常敏感.本文对影响光刻后图形质量的主要工艺参数前烘温度和时间、中烘温度和时间、曝光时间及显影时间进行了研究,发现前烘时间和显影时间是影响图形分辨率及高深宽比的最主要的参数.随后给出了200μm厚SU-8光刻胶的建议工艺条件:200μm/s甩胶,1h的95°C前烘,近紫外光(400nm)接触式曝光,95°C的中烘30min,PGMEA中显影20min.另外对实验中实现的主要问题基片弯曲和光刻胶的难以去除作了一定的探讨,给出了合理化建议:对于基片弯曲可采用以下四种措施来降低,降低中烘的温度同时增加中烘的时间、用厚硅片来代替薄硅片、对于薄硅片在前烘后可用金刚刀切成4～8小片、适当的设计掩模板;对于光刻胶的去除用热丙酮泡、超声清洗、反应离子刻蚀和高温灰化法相结合,能达到较好的效果.     

基于热压印技术制备喷墨打印头腔室

为了解决光刻工艺容易导致高深宽比的腔室限流部堵塞且加工成本高的问题,文章提出适用于压电喷墨打印头的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)腔室结构的硅模具热压印制作方法.通过深反应离子刻蚀获得硅模具,研究了热压压力和温度对腔室复制精度的影响,优化了热压参数,最佳压印压力为2.0 MPa,压印温度为135℃.实验证明:该方法具有简单...     

用多层掩模去除纳米压印工艺中的残胶

纳米压印工艺中的压印胶在固化后会发生聚合物的铰链,生成高分子聚合物,很难被一般有机溶剂清除,从而影响器件的性能。为有效去除压印残胶,提出一种利用多层掩模去除残胶的方法。该方法首先在基片和压印胶之间沉积一层50nm的二氧化硅作为硬掩模;接着用纳米压印工艺将光栅图形转移到压印胶上,再用干法刻蚀将光栅图形转移到基片上;最后,放入BOE（bufferedoxideetchant）中漂洗数秒以去除残胶。文中总结了刻蚀底胶时间对光栅占空比的影响,对比了经过多层掩模去残胶和传统去残胶的方法处理后的光栅形貌。电镜图片结果显示,采用本文方法经过漂洗的光栅表面残胶去除干净,形貌良好,其周期约为240nm,深度约为82nm。实验表明,多层掩模去残胶的方法不仅能够有效地去除刻蚀残胶,同时能够避免光栅形貌的损坏。     

Nanopositioning and Nonlinearity Compensation for Step Imprint Lithography Tool

In this paper, the motion mode and nanopositioning accuracy in the step imprinting lithography process are presented, and the positioning errors different from the traditional errors, such as the gap error existing in the hinges of the stage structure and the random error produced during the process of the stage position adjustment, are analyzed. To avoid and eliminate these nonlinearity errors, radial basis function-proportional integral derivative and position control algorithms are introduced into the macro- and microdriving processes, respectively. The innovation of this driving method is that the motion locus is monotone, nonoscillatory, and a multistep approaching target, which eliminates the root of the random error by single direction driving mode and avoids the backlash error through preloading function. Driving experiments of different motion ranges prove that this nonlinearity compensation is very effective and the positioning accuracy during the step imprinting process can be improved up to 10-nm.     

Contact mechanics of a flexible imprinter for photocured nanoimprint lithography

A flexible imprinter can be used to accommodate substrate or template roughness in nanoimprint lithography. The contact mechanics of a multi-layer imprinter incorporating bending and local deformation is described. With the right combination of dimensions, moduli, and viscosity, the imprinter can transfer a pattern evenly to a non-flat substrate. These concepts have been used to pattern magnetic media for high density information storage.     

一种筒形薄壁件旋压成形的控制

在生产实践的基础上 ,对旋压成形的薄壁筒形件精度进行了分析 ,并找到了影响其变形的主要因素及其消除变形的工艺方法     

压印对正系统中标记图像几何畸变的校正

在综合分析了多种线性及非线性畸变后,建立了三次多项式图像系统畸变模型。采用基于控制点偏差目标函数最小优化法进行畸变模型的求解,并通过计算自标定偏差均方差与互标定偏差均方差对标定结果进行了评定。结果表明,模型求解误差为0.22μm,通过校正标记图像几何畸变引入的定位误差由2.5μm降低到0.25μm,可实现压印对正系统中标记图像几何畸变的校正,实现精确定位。     

冷压印光刻工艺精密定位工作台的研制

冷压印光刻工艺是一种将模板图形翻制到硅片上的技术。为了获得高分辨率压印图形，为压印光刻机设计了一个精密定位工作台。精密定位工作台是压印光刻机的关键部件，它既能够保证模板-抗蚀剂-硅片结构间的接触均匀一致，并实现模板与承片台间的三个运动自由度，即沿z轴的直线运动和绕x、y轴的旋转运动(α和β)，又可以实现步进对准所需要的沿x、y轴的直线运动和绕z轴的旋转运动(θ)。设计中采用了柔性机械结构，消除了使用铰链连接所引起的间隙与摩擦等问题。压印实验结果显示定位系统在200mm的行程中，精密定位工作台定位精度达到8nm以内。实现了压印光刻工艺在集成电路制造中的高精度定位要求。     

A nano-scale alignment method for imprint lithography

A novel nano-scale alignment technique based on moiré signal for room-temperature imprint lithography in the submicron realm is proposed. The moiré signals generated by two pairs of quadruple gratings on mold and wafer are optically projected onto two photo-detector arrays, then the detected moiré signals are used to estimate the alignment errors in the x and y directions. The experiment results indicate that complex differential moiré signal is sensitive to relative displacement of the mold and wafer, and the alignment accuracy obtained in the x and y directions and in ϑ are ±20 nm, ±25 nm and ±1 μrad (3σ), respectively. They can meet the requirements of alignment accuracy for submicron imprint lithography.     

倒档限位卡的模具设计

倒档限位卡的材料为粉末冶金，形状复杂，截面厚度不一样，压制成形时压力和脱模力都比较大，在设计模具时，需要注意各零件装配后压力中心是否一致，而模具结构更是关注的重点。本文介绍了此模具设计的特点，并对加工工艺作了简要的说明。     

轴承卷边防尘盖压装质量改进

针对带卷边防尘盖密封轴承装配合格率低的现状,以62XX-2Z轴承防尘盖装配为调查对象,从人、机、料等方面分析影响一次压装合格率低的末端因素,最终确定模具结构、压装轴向力和模具锥面角为3个要因。通过改进压装模具结构,试验确定最佳压装轴向力和模具锥面角,使得压装合格率大幅提高。     

新型塑压模具材料应用研究

本文总结前期Cr12MoV、SKD61和ASSAB 8407等模具材料和PVD等表面处理技术的试验情况,重点研究新型不电镀塑压模具材料的应用,旨在提高模具制造质量,缩短模具生产周期.     

渗碳钢轴承套圈液压二工位淬火压床与模具

分析了液压二工位淬火压床的特点与优势,探讨了适用于渗碳钢轴承淬火的压床结构、工作原理及与之配套的淬火模具的结构,介绍了该压床对于各种形状被淬工件的适宜性,依据淬火工艺要求,压床可实现模具保持压力下的自动淬火。