1、5.1 LIGA納米制造技術原理 LIGA技術簡介1. LIGA技術的發展和應用2. LIGA制造微器件的簡要過程3. LIGA技術使用的同步輻射X射線光源 LIGA技術簡介1. LIGA技術的發展和應用PPT內容 橢圓內環LIGA組成 中環特點 外環應用 LIGA技術簡介2. LIGA制造微器件的簡要過程-1PPT內容 LIGA技術簡介2. LIGA制造微器件的簡要過程-2相當于把上一頁描述過的過程結合立體圖簡略復述一下 LIGA技術簡介3. LIGA技術使用的同步輻射X射線光源PPT內容 LIGA光刻中用的X射線掩膜1. X射線掩模的組成PPT內容 LIGA光刻中用的X射線掩膜2. X射線

2、掩模的制造-1PPT內容 LIGA光刻中用的X射線掩膜2. X射線掩模的制造-2PPT內容 右側示意圖的說明文本框在出現的時候已經有意躲開左側示意圖作用相近的步驟，可以左右對比進行說明 LIGA工藝的制造技術1. 抗蝕光刻膠1、2PPT內容5.1.3 LIGA工藝的制造技術2. 光刻工藝1、2、3PPT內容 LIGA工藝的制造技術2. 光刻工藝實例PPT內容 LIGA工藝的制造技術3. 超精細電鑄成形1、2、3、4PPT內容 LIGA工藝的制造技術4. 實例PPT內容觀察其特點：很高的精度，側壁陡峭，表面光滑 LIGA工藝的擴展PPT內容 LIGA工藝的擴展1. LIGA工藝制造階梯狀微結構P

3、PT內容 LIGA工藝的擴展2. 加工球形表面的微結構1、2PPT內容 LIGA工藝的擴展3. 側壁傾角和曲率的控制PPT內容 準LIGA工藝簡介PPT內容 準LIGA工藝實例1、2PPT內容5.2 納米壓印技術原理 簡介5.2.2 基本步驟5.2.3 對印模、壓印層的要求5.2.4 應用及實例5.2.5 難點及解決方法 簡介PPT內容 基本步驟按PPT內容講 下面是原文納米壓印的基本步驟如圖7.1所示，在基片（通常是硅片）上以甩膠的方式涂覆一層聚合物（如PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯），厚度在100200nm左右。再用已刻有目標圖形的硬“印章”在一定的溫度和壓力下去“壓印”(imprint)PM

4、MA涂層。溫度一般在高于聚合物的玻璃化溫度約50100左右，壓力在50100bar之間。壓印的深度略小于聚合物涂層的厚度，以確保印章不與襯底材料接觸，這樣可以保護印章面不受損傷。下一步是脫模。將“印章”從壓印的聚合物中移出，使軟化的PMMA涂層上留下印章的浮雕圖案。然后通過反應離子刻蝕去除殘留的聚合物薄層，暴露出基底材料表面。納米壓印到這一步就算完成了。由此獲得的聚合物圖形與光學或電子束曝光顯影形成的圖形性質完全相同，因此納米壓印是與光刻等效的技術。下面的步驟是圖形轉移，即以聚合物圖形為掩模，通過反應離子刻蝕或金屬溶脫技術將壓印圖形刻蝕轉移到基底材料，或沉積金屬層形成相應的金屬圖形。 對印模、

5、壓印層的要求按PPT內容講 下面是原文納米壓印的印模材料必須是硬質材料，以承受足夠的壓力。印模圖形本身可以是硅、二氧化硅、氮化硅或金屬。印模圖形必須用其他加工技術制作，通常為電子束曝光或光學曝光，然后進行刻蝕或金屬溶脫。印模圖形的深寬比一般不大于3:1，以利于聚合物對印模空腔的填充和壓印后的脫模。為了易于脫模，通常在印模表面涂覆一層脫模劑，或在壓印聚合物中摻人脫模添加劑。大多數微電子工藝技術中使用的聚合物，如光刻膠和電子抗蝕劑，都可以用來作為壓印層。聚合物的黏塑性與它的玻璃化溫度和分子量有關。當溫度在聚合物的玻璃化溫度之上 時，聚合物變成一種可流動的黏性液體。提高溫度可以改善聚合物的流動性。分

6、子量愈小，聚合物的黏性愈小，愈容易流動。PMMA是最早被用來作為壓印層的聚合物。常用的PMMA的相對分子質量從50k到980k，玻璃化溫度為105，壓印溫度在140180，壓力在6001900ppsi。在這個壓力和溫度條件下，PMMA的溫度伸縮不超過體積的0.8%，壓力伸縮不超過體積的0.07%，因而可以保證壓印后PMMA的形狀與印模的形狀一致。圖7.2是納米壓印的印模（a）、壓印后的PMMA圖形（b）和經過金屬溶脫形成的金點陣結構（c）。大面積10nm左右的金屬點陣結構可以通過納米壓印技術實現，最小的金屬點只有6nm，充分展示了壓印技術的納米加工能力。 應用及實例按PPT內容講 難點及解決方

7、法按PPT內容講 下面是部分原文不均勻：現象：圖形大小不均勻à聚合物在印模腔體中的流動輸運會形成差異à印模的填充不均勻。解決：增加壓力和壓印溫度。難深寬比較高、對準難、高溫高壓由于聚合物填充印模深度有限，壓印技術難以制作深寬比較高的圖形結構。多層膜壓印技術的出現解決了這個矛盾。典型的多層膜系統由PMGI（底層抗蝕劑）、金屬鍺Ce（隔離層）、PMMA（頂層抗蝕劑）3層組成。襯底材料可以是硅片或其他材料。PMGI 是一種電子工業中常用的聚合物材料。三層膜壓印的基本工藝流程為：先在硅基底上旋轉涂覆一層PMGI (200nm厚），在熱板上加熱（270）30min ，再沉積（電子束蒸

8、發）一層10nm厚的Ge膜于PMGI之上，然后再涂一層PMMA（相對分子質量為5x104）于Ge 膜之上從而完成3層膜的制作。將整個膜系烘烤lmin。盡管納米壓印在許多方面優于其他光刻技術，但有一點不及其他光刻技術的是多層圖形壓印的對準問題。印模的制作方法和對印模圖形的要求決定了印模材料本身是不透光的。為了與襯底上已有圖形對準，可以在印模上制作鏤空的窗口，通過窗口觀察基片上的圖形進行對準。但刻蝕穿透基底的窗口一般都在幾十到上百微米，由如此之大的窗口對準不可能得到很高的對準精度。納米壓印中印模與基底的對準還有以下難點。機械壓力引起的錯位。這可能是由于壓板之間的不平行或基底表面的不平整造成的，例如

9、基底本身因前序加工應力引起的翹曲。總之，未施加壓力時對準的位置，一旦施加壓力后有可能會錯開。印模與基底因熱膨脹引起的錯位。當印模材料與基底材料不同時，因不同的熱膨脹系數會使印模與基底的圖形在加熱后錯位。例如，二氧化硅印模在4in硅基底的邊緣部分能夠形成100nm/的熱偏移。一種可靠的具有亞微米精度的對準技術是將對準標記做在印模的背面，采用圖像處理方法先將基底的對準標記攝取存入計算機，然后再利用光學顯微鏡攝取印模背面的對準標記，在移動印模與基底的相對位置過程中，利用屏幕上印模標記圖像與已存入計算機的基底標記的圖像進行動態對準。整個對準過程是在專門的對準臺上進行。一旦對準后將印模與基底用機械方法固

10、定成一個整體，然后移放到壓印臺上進行壓印。用這種方法可以在整個4in硅片上實現小于1µm 的對準精度。納米壓印需要在高溫高壓條件下進行，這是限制該技術應用范圍的另一個障礙。某些材料在高溫下會改變性質或無法經受高壓。例如，鉆一鉑磁性薄膜只有在低于某一溫度下才是穩定的，磷化錮在高壓下極易碎裂，大多數生物樣品不能經受高溫高壓。另一方面，壓印過程中的溫度和壓力都需要一定時間升高和降低，這也使壓印的生產率降低。壓印需要的溫度和壓力直接與所使用的聚合物有關，因此，用其他壓印聚合物來取代PMMA是實現低溫低壓工作條件的關鍵。已報道的一種新聚合物是Hydrane HS2550。這種聚合物的特點是玻璃化溫度在010之間，熔點在30 ，因此非常適于低溫低壓工作。Hydrane HS255O 的另