纳米压印技术的发展及分类课件
纳米压印技术
三种技术的比较
热压印
紫外压印
微接触，好，不 好，差）
温度（高温，室温） 60 50 40 30 20 10 0
压力p/kN 最小尺寸/nm
多次压印（越高越好，好，不 好，差）
深宽比（微接触压印为无）
应用
纳米压印光刻已被用于制造用于电，光， 光子和生物应用的器件。
截至2007年10月，东芝是唯一一家经过验证的纳米压印光刻技术，面向22nm及以上的 公司。
总结
纳米压印技术是纳米尺寸大面积结构复 制的最 有前途的下一代技术之一 , 这种成 本低、效率高的纳米结构制作方法已逐渐应 用于生物医学、半导体加工和数据存储等领 域 , 因为传统热压印技术和紫外压印工艺存 在模板成本高、图形转移不稳定、压印效率 低等缺点。
是软光刻技术的 一种形式，通常使用 PDMS模板上的凹凸图案 压膜来在承印物的表面 通过面接触形成油墨自 组装单层膜的图案，就 类似纳米转移印刷的情
况
1. 模板制备 2. 生成PDMS压膜 3. 压膜上墨 4. 将压膜转移到承印物 5. 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
T-NIL步骤
聚合物被加热到它的玻璃化温度以 上。
施加压力
模压过程结束后 ,整个叠层被冷却 到聚合物玻璃化温度以下
脱模。脱模时要小心 ,以防止用力 过度而使 模具损伤。
说明：玻璃化温度，高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。
紫外纳米压印光刻(UV-NIL)
流程如下：被单体涂覆的衬底和透明印章装载到 对准机中 ,通过真空被固定在各自的卡盘中。当衬底和 印章的光学对准完成后 ,开始接触。透过印章的紫外曝 光促使压印区域的聚合物发生聚合和固化成型。接下来 的工艺类似于热压工艺。
纳米压印技术
摘要半导体加工几十年里一直采用光学光刻技术实现图形转移,最先进的浸润式光学光刻在45 nm节点已经形成产能,然而,由于光学光刻技术固有的限制,已难以满足半导体产业继续沿着摩尔定律快速发展。
在下一代图形转移技术中,电子束直写、X射线曝光和纳米压印技术占有重要地位。
其中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。
介绍了传统纳米压印技术以及纳米压印技术的新进展,如热塑纳米压印技术、紫外固化纳米压印技术、微接触纳米压印技术等。
关键词:纳米压印；气压辅助压印；激光辅助压印；滚轴式压印AbtractTransfer of graphics is achived by oplical lithography for several decades in semiconductorprocess. The prodution capacity of 45 nm node has been formed. But now semiconductor industry is difficult to be developed according toMoore law because of the inherent limitations of oplical lithograhy. Nowelectron - beam directwriting, X - ray exposure and nanoimprint technology are the main technologies fornext generation graphics transfer technology. Nanoimprint technology has the advantages of high yield, lowcost and simple process. Introduce the traditional nanoimprint technology and its development, includinghot embossing lithography technology, ultraviloet nanoimprint,micro - contact nanoimprint.Key words:Nanoimprint lithography；Pressure-assisted nanoimprint；Laser-assisted nanoimprint；Roller-type nanoimprint- i -目录第1章绪论 (1)第2章纳米压印的技术方法..........................错误！未定义书签。
纳米压印技术
截至2007年10月，东芝是唯一一家经过验证的纳米压印光刻技术，面向22nm及以上的公司。
精品课件
总结
纳米压印技术是纳米尺寸大面积结构复制的最 有前途的 下一代技术之一 , 这种成本低、效率高的纳米结构制作方法已 逐渐应用于生物医学、半导体加工和数据存储等领域 , 因为传 统热压印技术和紫外压印工艺存在模板成本高、图形转移不稳定、 压印效率低等缺点。
精品课件
精品课件
THANKS
精品课件
三种方法的对比
精品课件
应用
纳米压印光刻已被用于制造用于电，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。
注释：
OTFT: Organic thin film transistor有机薄膜晶体管
MOSFET: Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor属氧化物半导体场效电晶体
精品课件
未来前景
纳米压印光刻是一种简单的图案转印工艺，既不受衍射也不受散
精品课件
T-NIL步骤
聚合物被加热到它的玻璃化温度 以上。
施加压力
模压过程结束后 ,整个叠层被冷 却到聚合物玻璃化温度以下
纳米压印技术PPT模板
4.3.3压印胶中的缺 陷
4纳米压印 结果分析
4.4正交法对纳米压印 工艺的优化
壹
4.4.1正交法的意义与原 理
贰
4.4.2热压印工艺中正交 法的因子和水平
叁
4.4.3正交法对工艺的优 化研究
4纳米压印结果分析
4.5石英模具室温压印 hybrane
4.5.1hy brane胶
介绍
4.5.2hy brane胶
印印章的制备
3章纳米印 制备新方法
3.6旋涂法制备pdms 印章
3.6.1旋涂法制 备pdms印章的 原理和工艺流程
3.6.2旋涂法制 备pdms印章的
具体实例
3.6.3旋涂法制 备pdms印章的
实验结果
3章纳米印制备新方法 3.7热压法大规模制备pdms印章的新方法
9,300 million
单击此处添加标题
2
7.7.2纳米压印技术加工探针
8
纳 米 压 景印 发 展 前
8纳米压印发展前景
8.1纳米压印技术面临的挑战 8.1.1纳米压印自身技术面临的挑战
8.1.2纳米压印技术面临的其他技术挑战 8.2纳米压印技术的发展前景
8.2.1纳米压印技术的创新技术 8.2.2纳米压印技术的研究方向 8.2.3纳米压印技术展望
202x
纳米压印技术
演讲人
2 0 2 x - 11 - 11
目录
01. 1绪论
02. 2纳米压印工艺概述
03. 3章纳米印制备新方法 04. 4纳米压印结果分析
05. 5纳米压印理论
06. 6纳米压印仿真
07. 7纳米压印技术的应用 08. 8纳米压印发展前景
1
绪 论
纳米压印技术
纳米压印技术纳米加工技术—纳米压印摘要：半导体器件的特征尺寸必需急剧减小才能满足集成电路迅速发展的需要，采用纳米加工技术可制备出纳米量级的图案及器件。
纳米压印作为纳米加工技术中具有较大潜力的一种工艺，采用非光学技术手段实现纳米结构图形的转移，有望打破传统光刻技术的分辨率极限。
本文从原理入手，介绍了纳米压印技术的分类、发展及应用。
文中所述内容有助于快速理解纳米压印技术的整体概况，对进一步改善纳米压印工艺的性能有着较重要的意义。
1 引言21世纪以来，由半导体微电子技术引发的微型化革命进入了一个新的时代，即纳米技术时代[1]。
纳米技术指的是制备和应用纳米量级(100nm以下)的结构及器件。
纳米尺度的材料性质与宏观尺度的大为不同。
比如块状金的熔融温度为1063℃，而2nm-3nm的纳米金粒子的熔融温度为130℃-140℃等。
功能结构的纳米化不仅节约了能源和材料，还造就了现代知识经济的物质基础。
纳米技术依赖于纳米尺度的功能结构与器件，而实现结构纳米化的基础是先进的纳米加工技术。
在过去几十年的发展中，纳米加工技术不仅促进了集成电路的迅速发展，实现了器件的高集成度，还可以制备分子量级的传感器操纵单个分子和原子等等。
纳米加工技术是人类认识学习微观世界的工具，通过理解这一技术可以帮助我们更好认识纳米技术以及纳米技术支撑的现代高科技产业。
纳米加工技术与传统加工技术的主要区别在于利用该工艺形成的器件结构本身的尺寸在纳米量级。
可以分为两大类[1]：一类是自上而下(top-down)的加工方式，即复杂的微观结构由平面衬底表面逐层建造形成，也可以理解为在已经存在材料的基础上进行特定加工实现纳米结构和器件。
目前发展较为成熟的纳米加工技术，如光刻(平面工艺)、纳米压印(模型工艺)、探针工艺等都属于此类加工技术。
此类加工方式大多涉及到某种方式的光刻制作图形与图形转移技术，可加工的结构尺寸受限于加工工具的能力。
传统的纳米加工工艺相当成熟，可基本满足各种微观结构的研究与生产需要。
纳米压印技术
2.3 软模板压印（SCIL）
软模板压印技术主要是为了解决在大面积基底 上使用硬质石英模板实现大面积均匀压印这一问题
由于使用很低的压力，很难在 大面积基底上实现均匀的接触
采用常规（PDMS）软模在大面积的直接接触过程中 也需要一定的压力去产生形变来配合基底的 不平整表面，均匀接触和压力下模板的变形成为 一种不可调和的矛盾
1.3 关键工艺步骤
• 1.模板制造 • 2.压印过程（模板处理，加压，脱模过 程） • 3.图形转移过程 • 4.相关材料研究（模板材料，衬底材料， 纳米压印胶）
2. 纳米压印工艺
2.1 热压印
• 首先在某一衬底 上涂一层胶，然 后在一定温度， 一定压力下，把 模板用机械力压 在胶上，降温后 把模板脱出，形 成所需图案。
2.4 逆压印技术
把光刻胶涂在模板上，然后在压在衬底 上利用这种方法非常容易实现多层压印 2.5 滚筒压印技术 把压印技术和滚轴印刷技术结合起来， 实现几平方米面积高产量压印
2. 纳米压印技术应用领域及 前景
应用领域 1.光刻技术替代者 2.集成电路领域 3.光学领域
制作高密度亚波长光栅，应用在金属起偏器上； 制备光子晶体等
4.存储领域
希捷公司采用热压印技术制备高密度光盘位 存储器
5.生物领域
目前，许多发达国家都把纳米压印 技术列入重点发展领域，很多公司都 在投入大量人力、物力开展纳米压印 设备制造，模板制造以及纳米压印的 应用的。纳米压印技术在中国虽然起 步很晚，但进展非常迅速，相信随着 社会的发展和进步，我国的在纳米压 印技术上会更上一层楼。
纳米压印技术
主要内容
1.纳米压印技术简介
1.1 压印技术 1.2 纳米压印技术 1.3 纳米压印关键工艺步骤 2.纳米压印工艺 2.1 热压印技术 2.2 紫外光固化压印（步进-闪光工艺） 2.3 软模板压印技术（SCIL） 2.4 逆压印技术 2.5 滚筒压印技术 3.纳米压印技术应用领域及前景
纳米压印技术概述
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。
纳米压印技术
高保真度
几乎无差别的将掩模板上的图形转移到wafer上.
纳米压印可望成为一种工业化生产技术，从根本上解决各种纳米器件
生产。
2020/3/13
7
微纳科学技术
一.为什么研究纳米压印技术
应用领域：
半导体加工 作量子磁碟 DNA 电泳芯片 GaAs 光检测器 波导起偏器 硅场效应管 2020/3/13
纳米压印技术
(Nanoimprint Lithography)
微纳加工技术及微纳器件
段智勇 2020/3/13
微纳科学技术
主要内容
1. 为什么要研究纳米压印技术.
2. 纳米压印技术实现的方式.
3. 纳米压印技术亟待解决的问题.
4. 课题组研究工作及进展.2020/3132微纳科学技术
一.为什么研究纳米压印技术
2. 图形转移(pattern transfer)
在一块基片(通常是硅片) 上“涂”( spin :旋覆) 上一层聚合物(如 PMMA ，聚甲基丙烯酸甲脂)。
已刻有目标纳米图形的硬“印章”(如二氧化硅“图章”) 在一定的 温度(必须高于聚合物“软化”温度(glass - transition temperature) ，和压力下去“压印”(imprint ) PMMA 涂层。
2020/3/13
Appl. Phys. Lett., 67 (21), 3114 (1995).
14
微纳科学技术
二.纳米压印技术实现方式
超声纳米压印技术
热压印的改进，利用超声波加热介质聚合物。 中国台湾清华大学首次提出。
2020/3/13
15
微纳科学技术
二.纳米压印技术实现方式
压印技术
PDMS模板复制示意图 （a）在模板上印的分类
a 电微接触印刷技术示意图 （a）压印前（b）衬底与模板接触并加电压 （c）压印胶的电荷分布图形化（d）脱模
b
IPS-TU2工艺过程示意图 （a）压印IPS过程（b）IPS转印TU2过程
纳米压印的分类
5.激光辅助压印技术
纳米压印技术
纳米压印的基本原理 纳米压印的基本工艺流程 纳米压印的分类
纳米压印技术基本原理
纳米压印技术基本原理 通过外加机械力，使具有微纳结构的模板 与压印胶紧密贴合，处于黏流态或液态下的压 印胶逐渐填充模板上的微纳结构，然后将压印 胶固化，分离模板与压印胶，就等比例地将模 板结构图形复制到了压印胶上，最后可以通过 刻饰等图形转移技术将压印胶上的结构转移至 衬底上。实质上就是将传统的模具复型技术直 接应用于微纳加工领域。
纳米压印的分类
6.紫外压印和光刻联合技术
紫外压印与光刻技术相结合的方法， 即在紫外固化压印复合模板上部分涂覆了 一层不透光的金属掩膜，并用该掩膜进行 紫外压印，压印过程与紫外固化过程一致。
纳米压印和紫外光刻结合技术示意图 （a）压印前（b）紫外固化压印（c）脱模（d）显影
纳米压印的基本工艺流程
4.图形转移
图形转移工艺是通过刻蚀等技术将压印胶上的结构转移到衬底上。 纳米压印图形的转移与光学曝光和电子束曝光后的图形转移相同，可以 使用化学、物理，或者两者结合的方法，将掩模板上的结构复制到衬底 上。 湿法刻蚀技术是利用溶液与压印衬底材料之间的化学反应，来去除 没有胶保护区域的方法。湿法刻蚀底切现象比较严重，不易在刻蚀过程 中保持与原有压印结构的一致性，尤其是具有较小特征尺寸的纳米级图 形，容易造成比较严重的结构破坏。湿法刻蚀技术在纳米压印图形转移 过程中使用相对较少。 干法刻蚀进行图形转移是比较通行的方法，通常有两种方式：一种 是将聚合物图形作为模板直接刻蚀；另一种是先沉积金属，然后通过溶 脱技术将图形转移至衬底上再刻蚀。直接刻蚀得到的衬底图形结构与模 板互为反版结构，沉积后刻蚀得到的衬底图形结构与模板一致。
纳米压印
1.3 关键工艺步骤
• 1.模板制造 • 2.压印过程（模板处理，加压，脱模过 程） • 3.图形转移过程 • 4.相关材料研究（模板材料，衬底材料， 纳米压印胶）
2. 纳米压印工艺
2.1 热压印
• 首先在某一衬底 上涂一层胶，然 后在一定温度， 一定压力下，把 模板用机械力压 在胶上，降温后 把模板脱出，形 成所需图案。
2.4 逆压印技术
把光刻胶涂在模板上，然后在压在衬底 上利用这种方法非常容易实现多层压印 2.5 滚筒压印技术 把压印技术和滚轴印刷技术结合起来， 实现几平方米面积高产量压印
பைடு நூலகம்
2. 纳米压印技术应用领域及 前景
应用领域 1.光刻技术替代者 2.集成电路领域 3.光学领域
制作高密度亚波长光栅，应用在金属起偏器上； 制备光子晶体等
纳米压印技术
报告人： Sunny 学号：000000000000 学校：燕山大学
主要内容
1.纳米压印技术简介
1.1 压印技术 1.2 纳米压印技术 1.3 纳米压印关键工艺步骤 2.纳米压印工艺 2.1 热压印技术 2.2 紫外光固化压印（步进-闪光工艺） 2.3 软模板压印技术（SCIL） 2.4 逆压印技术 2.5 滚筒压印技术 3.纳米压印技术应用领域及前景
2.3 软模板压印（SCIL）
软模板压印技术主要是为了解决在大面积基底 上使用硬质石英模板实现大面积均匀压印这一问题
由于使用很低的压力，很难在 大面积基底上实现均匀的接触
采用常规（PDMS）软模在大面积的直接接触过程中 也需要一定的压力去产生形变来配合基底的 不平整表面，均匀接触和压力下模板的变形成为 一种不可调和的矛盾
新型SCIL模板示意图
新型SCIL模块原理图
纳米压印简介
1.引言由于经济原因促使半导体业朝着不断缩小特征尺寸方向发展，随之而来的技术进步导致了设备的成本以指数增长。
由于成本的增长，人们对纳米压印光刻这一低成本图形转移技术的关注越来越多。
通过避免使用昂贵的光源和投影光学系统，纳米压印光刻比传统光刻方法大大降低了成本。
纳米压印光刻技术的研究始于普林斯顿大学纳米结构实验室Stephen Y.Chou教授，将一具有纳米图案的模版以机械力（高温、高压）在涂有高分子材料的硅基板上等比例压印复制纳米图案，其加工分辨力只与模版图案的尺寸有关，而不受光学光刻的最短曝光波长的物理限制，目前NIL技术已经可以制作线宽在5nm以下的图案。
由于省去了光学光刻掩模版和使用光学成像设备的成本。
因此NIL技术具有低成本、高产出的经济优势。
此外，NIL 技术可应用的范围相当广泛，涵盖纳米电子元件、生物或化学的硅片实验室、微流道装置（微混合器、微反应器），超高存储密度磁盘、微光学元件等领域。
2.纳米压印技术的基本原理和工艺近十年间，各种创新的NIL工艺的研究陆续开展，其实验结果越来越令人满意，目前大概可以归纳出四种代表技术：热压印光刻技术、紫外硬化压印光刻技术、软压印、激光辅助直接光刻技术。
2.1 热压印（HE－NIL）热压印的工艺包含下列步骤：①首先，利用电子束直写技术（EBDW）制作一片具有纳米图案的Si或SiO2模版，并且准备一片均匀涂布热塑性高分子光刻胶（通常以PMMA为主要材料）的硅基板。
②将硅基板上的光刻胶加热到玻璃转换温度（Glass Transfer Temperature）以上，利用机械力将模版压入高温软化的光刻胶层内，并且维持高温、高压一段时间，使热塑性高分子光刻胶填充到模版的纳米结构内。
③待光刻胶冷却固化成形之后，释放压力并且将模版脱离硅基板。
④最后对硅基板进行反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching）去除残留的光刻胶，即可以复制出与模版等比例的纳米图案。
纳米压印技术 微纳加工技术
纳米压印技术微纳加工技术
纳米压印技术（Nano Imprinting Technology，NIL）是一种新型的加工技术，它采用力学压印方式将设计好的特征形状准确地复制到材料表面上，可以快速、低成本地实现大规模集成。
它具有精度高、速度快、低成本等优点，在微纳尺度上具有广泛的应用前景，因此被称为“微纳加工技术” 。
纳米压印技术可以用于制作各种复杂的微纳结构，例如微孔、沟槽、三维凸起结构、晶体、金属薄膜等。
它可以利用模具和压力的结合，在低温下实现精确的压印加工。
微纳结构的尺寸可以控制在1-100 nm之间，在这个尺度上，可以实现微纳加工、精密制造和磨损抗性等功能。
纳米压印技术也可以用于制作光学元件、磁性元件、生物医学器件等，用于信息存储、激光、生物传感等领域。
第四章纳米压印技术 ppt课件
工成一个压模: 然后在用来绘制纳米
图案的基片上旋涂一层聚合物薄膜，
将其放人压印机加热并且把压模压在
基片上的聚合物薄膜上，再把温度降
低到聚合物凝固点附近并且把压模与
聚合物层相分离，就在基片上做出了
凸起的聚合物图案(还要稍作腐蚀除去
热压印示意图
凹处残留的聚合物)
热压印法的工艺过程分三步: MicroNano System Research Center 压模制备、压印过程、图形转移。
2007年当选为美国国家工程院院士，被称为改革开放后中国 大陆高校毕业生获取美国国家工程院院士的第一人。
MicroNano System Research Center
主要内容
1.纳米压印技术简介 1.1 压印技术 1.2 纳米压印技术 1.3 纳米压印关键工艺步骤
2.纳米压印工艺 2.1 热压印技术 2.2 紫外光固化压印（步进-闪光工艺） 2.3 软模板压印技术（SCIL） 2.4 逆压印技术 2.5 滚筒压印技术
由于不同压印工艺对模板材料的要求不同，为了寻找使用周期更 长的模板材料作为大规模生产，研究人员研究更具灵活性和适应性 的材料作为模板材料。一般通过实验来测试这些通过纳米加工技术 得到的模板的耐用性。
MicroNano System Research Center
1）硬度: 分别进行不同的硬度试验测试，包括硬度划痕试验 和压痕硬度试验. 在硬度划痕试验中，测试莫式硬度。在压痕硬 度试验中，测试维氏硬度和努普硬度。
2) 导热性: 必须考虑到模板和基片这两种材料导热性的差异 。在降温过程中，两者导热性过大的差异，会使图形产生扭曲 变形。通常的选用原则是，导热性越强越好，可以缩短整个加 工周期，这有利于产量的提高. 模板材料随压印工艺而不同:
压印技术PPT课件
纳米压印技术基本原理
纳米压印技术基本原理
通过外加机械力，使具有微纳结构的模 板与压印胶紧密贴合，处于黏流态或液态下的 压印胶逐渐填充模板上的微纳结构，然后将压 印胶固化，分离模板与压印胶，就等比例地将 模板结构图形复制到了压印胶上，最后可以通 过刻饰等图形转移技术将压印胶上的结构转移 至衬底上。实质上就是将传统的模具复型技术 直接应用于微纳加工领域。
干法刻蚀进行图形转移是比较通行的方法，通常有两种方式：一种 是将聚合物图形作为模板直接刻蚀；另一种是先沉积金属，然后通过溶 脱技术将图形转移至衬底上再刻蚀。直接刻蚀得到的衬底图形结构与模 板互为反版结构，沉积后刻蚀得到的衬底图形结构与模板一致。
纳米压印的分类
纳米压印的分类: 1.热压印 2.紫外固化压印 3.步进-闪光压印 4.基于模板保护的纳米压印 5.激光辅助直接压印 6.紫外压印和光刻联合技术
模板材料一般有：石英、镍板、Si衬底、PDMS（聚二甲基硅氧 烷）、IPS等。
、 制备纳米压印模板的方法有：电子束曝光技术 聚焦离子束曝光技
术、LIGA技术、极紫外光刻等技术 主要为图形制备和图形转移两个过程（如下图）。
纳米压印的基本工艺流程
电子束曝光技术制备纳米压印模板示意图 （a）直接刻蚀（b）沉积再刻蚀（c）电镀法
纳米压印的分类
a b c
压印模板
压印胶 衬底
T 压印温度
Tg
压印力
0 t1
t2
t3 t4
压印过程温度压力变化曲线示意图
d （a）压前（b）压印（c）脱模（d）去线胶
纳米热压印过程示意图
纳米压印的分类
2.紫外固化压印技术
紫外固化压印（ultraviolet nanoimprint lithography,UV-NIL）是1996年
纳米压印在光伏器件中的应用课件
利用纳米压印技术制造柔性光伏器件
总结词
纳米压印技术可以用于制造柔性光伏器件，使其具有更好的柔韧性和可穿戴性。
详细描述
通过纳米压印技术，可以将光伏材料直接印刷在柔性基底上，制造出轻薄、可弯 曲和可折叠的光伏器件。这种柔性光伏器件可以广泛应用于可穿戴设备、智能家 居等领域。
利用纳米压印技术制造微型光伏器件
它通过将设计好的微纳米结构模板压 印在光刻胶表面，经过固化、剥离等 步骤，将微纳米结构复制到光刻胶上 ，再进一步转移到基底表面。
纳米压印技术的原理
纳米压印技术的基本原理是将具有微纳米结构的模板压印在 光刻胶表面，通过物理或化学方法使光刻胶表面发生形变， 形成与模板相同的微纳米结构。
随后，将模板与光刻胶分离，并将光刻胶上的微纳米结构转 移到基底表面。
纳米压印在光伏器件中的应用课件
目录
• 纳米压印技术简介 • 纳米压印在光伏器件中的应用 • 纳米压印技术在光伏器件中的具体应用案
例 • 纳米压印技术在光伏器件中的挑战与前景 • 结论
01
纳米压印技术简介
纳米压印技术的定义
纳米压印技术是一种基于物理或化学 方法，将微纳米结构转移到基底表面 的制造技术。
02
纳米压印在光伏器件中的应用
纳米压印在光伏器件中的应用
• 请输入您的内容
03
纳米压印技术在光伏器件中的 具体应用案例
利用纳米压印技术制造高效太阳能电池
总结词
通过纳米压印技术，可以制造出具有高效能、低成本和长寿命的太阳能电池。
详细描述
纳米压印技术能够实现高分辨率和高效率的图案化，从而提高太阳能电池的光 电转换效率。此外，该技术还可以降低生产成本，提高生产效率，并延长太阳 能电池的使用寿命。
纳米压印PPT教案
微影：製程和曝光系統
微影製程
基板 氧化層
塗佈+軟烤 光阻
曝光
紫外線 光罩
氧化層
矽晶圓 矽晶圓 矽晶圓
顯影+硬烤 蝕刻
氧化層 矽晶圓
矽晶圓
光阻去除 矽晶圓
光學投影式曝光系統
透
光源
鏡
组
光 罩
物 鏡 组
矽 晶 圓
4 Source: Fundamentals of Microfabrication, ed. By M. Madou, CRC Press (1997)
若要單次曝光500um厚的光阻，需 6小時的曝光時間。 抗應力腐蝕(stress corrosion)性質不 佳：因累積內應力，發生應力腐 蝕現象。
18
LIGA 技術簡介：曝光與顯影
PMMA 基板
X光
X光
光罩
基板
有機溶劑 基板
基板
選擇性溶解
19 Source: Fundamentals of Microfabrication, ed. By M. Madou, CRC Press (1997)
纳米压印
会计学
1
Outline
奈米科技之發展
奈米壓印技術介紹
➢ 前世：LIGA技術
LIGA技術 ❖ 深刻技術 ❖ 微電鑄技術 ❖ 微成形技術
LIGA製程範例 LIGA-like
➢ 今世：熱壓式奈米壓印技術、紫外 線基奈米壓印技術
奈米壓印技術之技術瓶頸 奈米壓印技術之應用
2
奈米科技之發展 半導體、光電元件之持續微小化
缺點
縮小步進機製作不易。 晶圓對準問題不易解決。 光罩製作不易。 X光能量高，會對光罩加熱。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 Ref. Chou S Y, Krauss P R, Renstrom P J. Imprint of sub ‐
纳米压印技术的优势
光学光刻的分辨率受限于
纳米压印 ? 设备体积小 ? 成本相对较低 ? 生产效率高 ? 容易制备高深宽比图案
4
纳米压印技术的发展历程
2006, Stephen Chou, et al. 晶圆弯曲
11
12
13
? 根据图形转移范围不同，纳米压印可分为全晶片(full wafer)压印、步进压印 和滚动压印。其中，步进压印主 要有步进快闪式(step and flash imprint lithography ，S-FlL) 和步进重复(step and repeat) 这两种压印工艺;滚动(卷对卷 和卷对板)压印工艺适合大规模生产，特别是卷对卷纳米 压印工艺，它是一种高效能、 低成本的连续化生产方式， 特别适合柔性薄膜压印。
纳米压印技术综述
绘梨衣
2018/11/01
1
1. 纳米压印技术的背景 2. 纳米压印技术的分类 3. 纳米压印技术的现状和发展趋势
2
纳米压印技术背景
纳米压印的基本原理：通过模板将图形转移到衬底上，转移 的媒介一般为聚合物薄膜，通过热压或紫外光固话的方法保 留下转移的图形，从而实现微纳结构的制造。
14
15
? 根据压印模板不同，纳米压印可分为硬压印和软压印。 其中，硬压印的模板材料主要有石英、硅、氮化硅、金 刚石、类金刚石、复合材料等；软压印的模板材料主要 有PDMS 、PMMA 、PET、h-PDMS 、PUA 、PVA 、PVC、 PTFE、ETFE等聚合物。
16
纳米压印技术的研究现状和趋势
热压印 滚筒压印
1998, Stephen Chou , etsH,tTannaH,nZohainmg Wp, ertianl.tAiar ccusrhoionspsresas fo1r e0xc0ellemnt munifofrmieityl,dhi[gJh ]yi.eldN, aandno6 Lette
8
9
10
? 根据固化方法不同，纳米压印可分为热固化、紫外固化 以及热-紫外同时固化 三种方式。其中，热固化最大的缺 点在于:模板在高温高压下，表面结构或其他热塑性材料 会有热膨胀趋势，这将导致转移图形尺寸的误差以及脱 模的困难。一般来说，特征尺寸越小，集成度越高，模 板与聚合物之间的黏合力越大，使得脱模越困 难。紫外 固化时间短，相应压力也较低，可以大大减小晶片变形 的几率和程度。同 时，模板的高透明性能够进行高精度 对准，特别适合半导体器件和电路制造。
气垫加压
2008, Wu, Wei, et al.
2002, LJ Guo, et al.
逆向纳米压印 复合压印
2004, LJ Guo, et al.
1999, Colburn, Matthew, et al.
步进闪光压印 三层膜系统
1995, Stephen Chou, et al.
2000, Lebib, A., et al.
晶圆弯曲
Ref. Wu W, Tong W M, Bartman J, et al. Sub-10 nm nanoimprint lithography by wafer
7
bowing[J]. Nano letters, 2008, 8(11): 3865-3869.
纳米压印技术的分类
常见的纳米压印技术有热压印 (hot embossing lithography) 、 紫外压印 (UV- nanoimprint lithography) 和软刻蚀 (soft lithography) 三种类型。其中，常见的软刻蚀有微接触印刷 (microcontact printing, jnCP ) 、复制模塑 (replica molding ，REM)、转移微模塑 (microtransfer molding ，//TM) 、毛细微模塑 (micromolding in capillaries,MIMIC) 、溶剂辅助微模塑 (solvent-assisted micromolding, SAMIM) 、热压注塑 (embossing and injection) 等。
17
18
The diagram of the microfluidic chip.
19
纳米压印光刻技术从原理上回避了昂贵的投影镜组和光学系统固有的物理限制，但因其属 于接触式图形转移过程，又衍生了许多新的技术问题，其中1 ∶ 1 压印模具的制作、套印精度、 模具的使用寿命、生产率和缺陷控制被认为是当前最大的技术挑战。
现在纳米压印的发展主要表现在以下三方面: (1) 超大规模集成电路图形化纳米压印光刻。针对纳米压印光刻成为下一代光刻技术的前景， 研发其工业化的核心工艺技术和装备关键技术。目前的该领域研究人员正致力于解决高分辨率 压印模版制造、模版寿命保障、图形转移缺陷控制、多层套印精度保证等核心问题。
(2) 将纳米压印技术引入聚合物太阳能电池的制备，通过异质节结构的纳米图形化，提高光电 转换效率。将纳米晶、纳米线等纳米结构引入有机-无机复合太阳能电池制造，实现其机械柔 性和高光电转换效率。该领域研究人员期望在目前常规的硅系太阳能电池之外，探索新一代太 阳能电池的结构和大规模制造技术。
纳米压印技术是一种操作简单、图形转移性能好、加工时间短及成本低廉 的图形复制方法，采用机械模具微复型的原理来代替传统的光学光刻，降低了 对特殊曝光束源、高精度聚焦系统、极短波长透镜系统以及抗蚀剂分辨率受光 波场效应的限制和要求。
目前全世界已有 5 家纳米压印光刻设备提供商，它们是美国的 Molecular Imprints Inc. , Nanonex Corp , 奥地利的 EVGroup , 瑞典的 Obducat AB 和德国的 Suss Microtec Co. , Inc. 。尽管纳米压印光刻技术从原理上回避了昂贵的投影镜 组和光学系统固有的物理限制，但因其属于接触式图形转移过程，又衍生了许 多新的技术问题，其中 1 ∶ 1 压印模具的制作、套印精度、模具的使用寿命、 生产率和缺陷控制被认为是当前最大的技术挑战。