納米壓印技術突破了傳統(tǒng)光刻在特征尺寸減小過程中的難題，具有分辨率高、低成本、高產(chǎn)率的特點。自1995年提出以來，納米壓印已經(jīng)經(jīng)過了14年的發(fā)展，演變出了多種壓印技術，廣泛應用于半導體制造、mems、生物芯片、生物醫(yī)學等領域，被譽為改變人類的技術之一。
NIL壓印機的基本思想是通過模版，將圖形轉移到相應的襯底上，轉移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過熱壓或者輻照等方法使其結構硬化從而保留下轉移的圖形。整個過程包括壓印和圖形轉移兩個過程。根據(jù)壓印方法的不同，NIL主要可分為熱塑（Hot embossing）、紫外固化UV和微接觸（Micro contact printing， uCP）三種光刻技術。

二、 功能

l 主要功能

納米壓印機的主要功能是將圖形轉移到相應的襯底上，轉移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過熱壓或者輻照等方法使其結構硬化從而保留下轉移的圖形。壓印技術主要分為以下兩種：

熱壓：首先在襯底上涂上一層薄層熱塑形高分子材料（如PMMA）。升溫并達到此熱塑性材料的玻璃化溫度Tg（Glass transistion temperature）之上。熱塑性材料在高彈態(tài)下，將具有納米尺度的模具壓在上面，并施加適當?shù)膲毫?，熱塑性材料會填充模具中的空腔，模壓過程結束后，溫度降低使熱塑性材料固化，從而得到與模具的重合的圖形。隨后移去模具，并進行各相異性刻蝕去除殘留的聚合物。接下來進行圖形轉移。圖形轉移可以采用刻蝕或者剝離的方法?？涛g技術以熱塑性材料為掩膜，對其下面的襯底進行各向異性刻蝕，從而得到相應的圖形。剝離工藝先在表面鍍一層金屬，然后用有機溶劑溶解掉聚合物，隨之熱塑性材料上的金屬也將被剝離，從而在襯底上有金屬作為掩膜，隨后再進行刻蝕得到圖形。

紫外壓印：為了改善熱壓印中熱變形的缺點，特克薩斯大學的C. G. willson和S. v. Sreenivasan開發(fā)出步進-閃光壓印（Step- Flash Imprint Lithography），這種工藝中采用對紫外透明的石英玻璃（硬模）或PDMS（軟模），光阻膠采用低粘度，光固化的單體溶液。先將低粘度的單體溶液滴在要壓印的襯底上，結合微電子工藝，薄膜的淀積可以采用旋膠覆蓋的方法，用很低的壓力將模版壓到晶圓上，使液態(tài)分散開并填充模版中的空腔。透過模具的紫外曝光促使壓印區(qū)域的聚合物發(fā)生聚合和固化成型。后刻蝕殘留層和進行圖形轉移，得到高深寬比的結構。后的脫模和圖形轉移過程同熱壓工藝類似。

技術特點

★主機包含：真空系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，壓力控制系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)，PLC 控

制系統(tǒng)，軟件操作界面，紫外光源，單面電磁加熱系統(tǒng)

設備大壓印尺寸：4 英寸。

設備可以實現(xiàn)熱壓印、紫外曝光壓印

★大壓力：8bar（空壓機），20bar（外接超凈室氣源）

溫度范圍：從室溫到 250 攝氏度。

紫外光源類型：高壓汞燈：功率：400W，主波長：365nm。

★設備真空度：10 帕。

★設備隨機可以根據(jù)科研需求提供全系列的納米壓印膠，包括：

熱壓膠、紫外光固化膠

深刻蝕型壓印膠、舉離型（Lift-Off）壓印膠

快速模板制作材料、各類模板防沾劑、襯底增粘劑等

★隨設備隨機可以根據(jù)科研需求提供定制納米壓印模板，包括：周期 400nm的 4英寸點陣模板鎳模板 SFP® & Hybrid Mold®軟模板

支持 20nm 分辨率及曲面壓印，并提供文獻工藝支持，

★支持自動脫模，電磁加熱功能

國內外大于 10 個客戶

★工藝包括：

納米壓印膠旋涂工藝支持

納米壓印模板防粘工藝支持，避免脫模粘膠影響

納米壓印機參數(shù)調節(jié)

軟模板工藝，包括 PDMS 模板、SFP 以及 Hybrid Mold 工藝

ICP 刻蝕工藝

柔性聚合物襯底壓印工藝，Nickel Template 金屬鎳模板熱壓 PET、PMMA 等

舉離（Lift-off）工藝支持，加工金屬結構

納米壓印表征技術

更新壓印工藝研發(fā)指導，文獻支持

技術能力

該設備的發(fā)明人2001年至 2003 年，在納米壓印技術發(fā)明人、 美國普林斯頓大學 StephenY.Chou 教授的納米結構實驗室作為研究助理進行了為期 3 年的研究工作，發(fā)展了紫外光固化納米壓印工藝與材料，對納米壓印技術的發(fā)展做出了重要的貢獻。2004 年加入材料科學與工程系后繼續(xù)圍繞納米微加工技術與納米壓印技術開展研究工作，研發(fā)了數(shù)種新型納米壓印材料，發(fā)展了新型高分子壓印模板，提出了曲面納 米壓印技術；利用 863 課題“紫外光固化和熱壓兩用納米壓印設備的研制與應用”項目的支持，研制成功具有紫外光固化和熱壓功能兩用納米壓印設備，現(xiàn)已成為產(chǎn)品，并被南京大學、北京航空航天大學、國防科技大學、黑龍江大學、中科院深圳研究院等多家高校和科研機構所采用，形成了具有自主知識產(chǎn)權的納米壓印核心技術，申請和獲得了多項中國與美國，技術水準與當前該水平同步。