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。     

大面积纳米压印技术及其器件应用

大面积纳米压印技术是一种利用模板压印方法大规模制备大面积微纳米结构的图形化技术,具有重复性好、成本低及结构分辨率高等优点.对各类聚合物及介质的快速结构成型使得大面积纳米压印技术在制备微纳光学、光电器件方面具有独特的优势,可应用于发光二极管、显示器、增强现实光波导及微流控芯片等众多领域,并在纳米技术商业化中发挥关键作用....     

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。     

压缩式气压纳米压印阻尼减振分析

纳米压印技术十几年来获得快速发展,新提出的纳米压印压缩式气压纳米压印系统存在的自身振动影响图像转移精度。采用阻尼减振系统避免施压过程中伺服马达和施压活塞位移产生的系统振动影响。基于振源和施压系统结构建立阻尼减振模型,材料物质特性分析和有限元模型仿真分析优化减振系统材料及其内部结构设计。分析结果表明蜂窝外接圆半径为0.02 m,相邻两外接圆距离外切的蜂窝结构为减振装置最优单元层,橡胶材质的3层单元层蜂窝型层叠减振结构最大衰减振幅可达87.51%,可有效减少系统振源对压印转移图形保真度的影响。     

纳米压印光刻技术及其设备研制

介绍了热压印技术的工艺流程、设备研制等,从成本、生产能力等方面探讨了其作为标准生产技术所面临的挑战.介绍了使用具有100nm特征尺寸的5cm×5cm面积Cr模版在PMMA胶上的压印实验结果和试验装置.     

纳米压印技术的研究

介绍了纳米压印技术的原理,讨论了纳米压印中材料的制备及热压印、紫外压印、微接触印刷等3种常用的压印工艺及其关键技术,提出纳米压印技术的研究方向和面临的挑战。     

残余层对紫外光滚动压印脱模质量影响的有限元分析

通过利用ABAQUS软件,对不同厚度的残余层对紫外光滚动压印脱模过程的影响进行了研究。通过理论计算,残余层可以减少脱模过程中结构的应力集中和最大应力。随着残余层厚度的增加,残余层对于脱模的改善作用有所不同,仿真结果得出了一个最佳的残余层厚度来提高滚动压印的脱模过程。引入残余层来提高滚动压印脱模质量提供了一个紫外光滚动压印技术的新思路。     

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。     

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。     

步进扫描投影光刻机同步机制研究

分析了步进扫描投影光刻机的同步运动过程,将各个分系统分为同步主系统和同步从系统,采用串行同步总线实现了同步主系统的状态发布;分析了分系统与自身数据采集系统的同步通信,采用高速串行传输链路实现了分系统与远程数据采集系统的数据采集与通信;搭建了同步实验平台,对步进扫描投影光刻机的同步机制进行了验证。实验证明该平台稳定可靠,满足系统同步性能要求和工程要求。     

铸铝母线专用大面铣床的设计

为适应高质量的切削加工要求设计铸铝母线专用大面铣床.本文结合实际需要,从技术参数出发,按照相应的设计原则,设计出DX1.2m×1.0m大面专用铣床.具体介绍了该机床的结构组成.该机床填补了国内有关铸铝母线铣削专用机床的空白,收到了良好的实用效果.     

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.     

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.     

激光固化快速成型树脂加热器的研究

对激光固化快速成型技术进行了简单阐述,介绍分析了树脂加热的两种主要的加热器,提出了一种热风加热器的设计方案,此方案在实际应用中能较好地满足使用要求,具有一定的工程意义。     

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     

A large deflection and high payload flexure-based parallel manipulator for UV nanoimprint lithography: Part I. Modeling and analyses

This paper presents a flexure-based parallel manipulator (FPM) that delivers nanometric co-planar alignment and direct-force imprinting capabilities to automate an ultra-violet nanoimprint lithography (UV-NIL) process. The FPM is articulated from a novel 3-legged prismatic-prismatic-spherical (3PPS) parallel-kinematic configuration to deliver a θ_x–θ_y–Z motion. The developed FPM achieves a positioning and orientation resolution of ±10 nm and 0 . 05″ respectively, and a continuous output force of 150 N/Amp throughout a large workspace of 5°×5°×5 mm. Part I mainly focuses on a new theoretical model that is used to analyze the stiffness characteristics of the compliant joint modules that formed the FPM, and experimental evaluations of each compliant joint module. Part II presents the stiffness modeling of the FPM, the performance evaluations of the developed prototype, and the preliminary results of the UV-NIL process.     

光成形的光固化理论分析与实验研究

通过对高斯光斑的曝光固化理论分析。得到了固化物形状、大小与光强分布和曝光量的关系；利用光纤直接曝光固化实验，得到了紫外光固化树脂的临界固化能量和吸收系数两个特征值；通过Matlab的计算建模和固化实验分析，验证了理论分析的正确性，为后续的平面成形固化和三维结构成形固化提供了理论基础。