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纳米压印技术在制造领域的应用

2021-01-09姚志军

印制电路信息 2020年12期

姚志军

(重庆交通大学机电与车辆工程学院,重庆 400074)

1947年12月美国贝尔实验室的科学家发明的世界上第一只点接触式晶体管,推动了光刻技术的发展。光刻技术已经成为当今世界制备集成电路、微电子、光电子器件的关键技术,但由于受到光学衍射极限的影响,传统光刻的分辨率只有半个波长[1],为达到更高的分辨率,应运而生了X射线光刻技术、极紫外光刻技术、纳米压印技术、电子束曝光技术等新型光刻技术。纳米结构的大规模生产的突破是由S.Y.CHOU[2]等人提出的,他们在1995~1996年在美国明尼苏达大学NanoStructure实验室提出了纳米加工技术,称为纳米压印光刻技术(NIL),这是一种操作简便、效率高、成本低廉的新一代光刻技术。纳米压印技术将为纳米制造提供新的机遇,也被誉为十大可改变世界的技术[3]。从那以后,NIL迅速发展成为最有前景的纳米图案化工艺之一,被认为是纳米加工的未来,在能源、传感器、光电子器件、生物、医学等领域有广泛的应用前景。本文主要对纳米热压印技术(Thermal NIL)、紫外(UV)纳米压印技术、纳米电极光刻(Nanoelectrode Lithography)这几种主要的纳米压印技术进行详细阐述。

1 纳米热压印技术

1.1 纳米热压印流程

纳米热压印是最早出现的,也是应用的最广泛的一种纳米压印技术。热压印的基本流程为先将衬底材料上的光刻胶层进行加热至玻璃转变温度以上使之软化,然后在金属模型上施加一定的压力与之与光刻胶结合,使光刻胶变成金属模型的表面图案形状,等温度降至玻璃转变温度之下但光刻胶仍处于较软的情况时利用脱模系统将模型取出,再通过物理或者化学的刻蚀方法将光刻胶的图案形状转移到衬底材料上。……

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