紫外纳米压印技术的图形转移层工艺研究

研究了紫外纳米压印技术的图形转移层工艺,通过改变膜厚进行压印对比实验,将转速控制在3000～4000r/min,成功地得到了50nm光栅结构的高保真图形,复型精度可以达到93.75%。同时阐明,纳米压印技术由于具有超高分辨率、低成本、高产量等显著特点,将成为下一代光刻技术(NGL)的主要候选者之一。     

含氟紫外纳米压印光刻胶的研制

从主体树脂性质、光引发剂的选择、助剂的选择、溶剂的设计等多个方面论述了含氟纳米压印光刻胶的研制工艺。在纯有机材料为主体的光刻胶中引入了全氟丙烯酸酯助剂,解释了含氟助剂在光刻胶中的作用。使用接触角法评估了全氟丙烯酸酯对光刻胶表面性质的影响,并通过接触角数据预测了光刻胶的脱模能力。通过旋涂、压印、刻蚀等实验验证了光刻胶的性能,并通过实验数据筛选出了最佳配方。研制出的光刻胶样品图形保真度高、分辨率好,对底材有良好的黏附力,且具有良好的脱模能力。     

纳米压印光刻胶

光刻胶是纳米压印的关键材料,其性能将影响压印图形复制精度、图形缺陷率和图形向底材转移时刻蚀选择性。提出了成膜性能、硬度黏度、固化速度、界面性质和抗刻蚀能力等压印光刻胶的性能指标。并根据工艺特点和材料成分对光刻胶分类,介绍了热压印光刻胶、紫外压印光刻胶、步进压印式光刻胶和滚动压印式光刻胶的特点以及碳氧类纯有机材料、有机氟材料、有机硅材料做压印光刻胶的优缺点。列举了热压印、紫外压印、步进压印工艺中具有代表性的光刻胶实例,详细分析了其配方中各组分的比例和作用。介绍了可降解光刻胶的原理。展望了压印光刻胶的发展趋势。     

紫外纳米压印OLED衬底微结构的制备技术

在有机发光二极管(OLED)器件衬底上制备可传递三维立体微结构可有效消除波导、增加出光耦合,从而增加器件出光效率。纳米压印技术是制备立体微结构的主要方法之一。采用紫外纳米压印技术在OLED衬底上制备三维立体微结构。首先采用电子束光刻(EBL)技术与干法刻蚀相结合的方法来制备高精度的紫外纳米压印模板;然后对模板进行清洗与抗粘连处理;最后采用紫外纳米压印技术在OLED衬底上成功制备了可传递三维立体微结构。制备结果表明,所形成的微结构具有均匀性好和压印精度高的特点。     

纳米压印技术的工艺和图形精度研究

纳米压印技术通过压印实现了纳米结构的图形转移,具有分辨率高、效率高、成本低的优点。通过对纳米压印过程中影响图形精度的一些因素进行分析,提出了相应的解决方法。结合研制的NIL-01型压印机进行工艺实验,给出纳米压印工艺实验的结果,并对结果进行了分析。试验表明：考虑到影响压印图形精度的各种因素,采用镀有Cr的SiO2模版和NIL-01型压印机,用热压印技术可以压印出具有100nm特征尺寸的PMMA图形。     

低温纳米压印技术制备微纳图案的研究

纳米压印需要将聚合物加热到它的玻璃化温度以上,然后用印章压印使其复制印章图案.采用低玻璃化温度的SU-82000.1和Hybrane胶体转移图案,能够在低温、甚至室温下实现微纳图案的转移.采用的印章制备方法是聚焦离子束(FIB)直接在衬底上制备图案,从而避免了传统工艺中效率较慢的电子束加工和取消了反应离子刻蚀步骤;并且采用FIB方法可同时在衬底上制备微米、纳米尺度的图案.实验结果表明用FIB方法可以得到比较均匀致密的微纳米图案印章,经过低温纳米压印后可成功地实现微纳图案的复制.     

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.     

气囊气缸式紫外纳米压印系统的设计

介绍了紫外纳米压印技术原理和自主研发的压印系统.设计了一种利用气囊气缸的新型找平装置,并描述了该装置的原理.研制了相应的光学系统,着重讨论了光学系统的设计和调整.最后,通过使用该系统成功制备了具有100 nm特征尺寸的纳米结构.     

基于旋涂的纳米压印技术研究

尝试使用一种新的工艺——旋涂法来达到图案复制的目的，介绍了旋涂法完成图案复制的实验过程，就印章及其复制品的尺寸作了对比，并分析了实验中观察到的缺陷。得出在精确控制实验条件的前提下，可以通过旋涂方法得到高品质微纳米级图案的结论。     

紫外固化真空负压纳米压印系统的研制

气体压力施压是实现纳米压印技术中将模板压入转移介质的重要技术路径,在克服应力不均匀、保护基片和模板等方面优势明显。报道了一种旨在提高压印压力均匀性、低压力施压的真空负压紫外固化纳米压印系统的研制。制备真空腔室,腔室顶部利用弹性橡胶环结合紫外透过性好的SiO2玻璃与腔体连接,采用抽真空的方式形成负压,腔室外大气压强通过SiO2玻璃均匀地作用到压印模板上,将其压入液态紫外敏感光刻胶中,再采用紫外光固化光刻胶,分离后实现模板图形向基板的转移。压印力大小取决于腔室内外的气体压强差,通过调节腔室内部气压大小改变施加在模板上的实际压力,内部气压大小通过连通气压表观察。图形转移实验结果表明,所研制纳米压印样机系统能够实现图形的高保真转移,在基片上形成光刻胶材质的结果图形,500nm特征线宽图形转移实验结果清晰,在较大面积基片上的压印压力均匀性良好。     

高能电子束曝光技术研究

介绍了将商用透射电镜JEM—2000EX改造为高能电子束曝光系统的研制工作，在现阶段研制工作的基础上进行了曝光实验。结果表明，利用此高能电子束曝光系统可以制备出纳米线条，并且能够制备出具有高深宽比的微细结构，从而为微小器件的加工提供了新的方法。