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纳米压印光刻技术是近年来出现的一种新型微细加工技术,也是下一代光刻技术的候选者之一。采用纳米压印光刻技术进行纳米器件研究也是国内外研究热点之一。本文在国内成功建立了纳米压印模版制作工艺路线,并在工艺中引入X射线镂空掩模来减小电子束光刻过程中的邻近效应。通过采用电子束光刻制作X射线掩模,然后用X射线光刻制作纳米压印模版的方法,成功制作出直径360μm、最外环宽度0.15μm的波带片图形模版。另外,还对压印模版进行了防粘连处理,以避免模版在压印过程中与衬底上聚合物的粘连。最后,在自行设计加工的热压印装置上,对制作出的模版成功进行了热压印实验。实验证明模版具有很好的复制性,并且表面防粘连处理也取得了满意的效果,脱模时没有发生模版和胶的粘连。论文中主要研究成果包括:
1.成功建立了纳米压印模版制作工艺路线。给出了从版图设计、数据处理、工艺加工到表面防粘连处理的工艺流程。
2.成功将X射线光刻技术引入纳米压印模版制作工艺中。通过引入X射线镂空掩模,减小了电子束光刻过程中由电子背散射引起的邻近效应,从而提高了电子束光刻的分辨率。并且,利用X射线掩模可以大规模低成本的进行纳米压印光刻模版的复制,这方面的工作目前还没有看到相关的报道。
3.建立了模版表面处理的工艺路线。通过降低模版表面能的方法,避免了压印模版和衬底聚合物在压印过程中的粘连,以使模版在压印结束时能够顺利脱模。
4.建立了热压印工艺平台,自行设计加工了实验用压印装置,并在该平台上检验了已制作模版的性能,证明了模版良好的复制性和模版防粘连处理的实用效果。