納米熱壓印設(shè)備與試驗(yàn)研究.pdf

1、目前制備納米光電子器件的核心技術(shù)——光刻技術(shù)，由于光波波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑的限制以及衍射、散射與干涉等影響難于制作線寬小于100nm的圖案。納米壓印是一種突破傳統(tǒng)光學(xué)光刻分辨率極限的新的納米級(jí)結(jié)構(gòu)的制作技術(shù)。它不是通過(guò)改變阻蝕劑的化學(xué)特性實(shí)現(xiàn)其圖形化，而是通過(guò)阻蝕劑的物理變形實(shí)現(xiàn)圖形化。因此，其分辨率不受光波波長(zhǎng)、物鏡數(shù)值孔徑等因素的限制，可突破傳統(tǒng)光刻工藝的分辨率極限。此外，它可以大批量重復(fù)地在大面積上制備納米圖形結(jié)構(gòu)，并且所制作的圖案具有

2、很好的均勻性和重復(fù)性。因此，該技術(shù)還具有低制作成本和高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新如下： 首先，進(jìn)行納米壓印工藝及其機(jī)理的研究。從模板、膠和壓印過(guò)程幾個(gè)方面詳細(xì)介紹了納米熱壓印工藝，并在研究聚合物流體行為的基礎(chǔ)上建立了熱壓印的時(shí)間和速度計(jì)算模型。 其次，基于納米壓印工藝的研究，設(shè)計(jì)并制作了高分辨率定位對(duì)準(zhǔn)的納米壓印設(shè)備。該設(shè)備采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)更換不同模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱兩種壓印模式。通過(guò)自動(dòng)找平裝置和

3、X-Y-θ粗精兩級(jí)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)高分辨率的定位對(duì)準(zhǔn)，在150×150mm的范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)分辨率可達(dá)20nm，能夠滿足分步壓印和多層壓印的要求。 最后，利用研制的設(shè)備，進(jìn)行了微透鏡，納米光柵，納米凸點(diǎn)陣列等微結(jié)構(gòu) 的制作實(shí)驗(yàn)，制作出了直徑為50μm、節(jié)距為60μm微透鏡，直徑200nm、周期為300nm的凸點(diǎn)陣列，線寬為80nm、周期為500nm的光柵等微光學(xué)結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了納米熱壓印工藝參數(shù)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移保真度的影響，進(jìn)而對(duì)