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納米加工技術

在過去幾十年的發(fā)展中，納米加工技術促進了集成電路的迅速發(fā)展，實現(xiàn)了器件的高集成度，納米加工技術是人類認識學習微觀世界的工具，通過理解這一技術可以幫助我們更好認識納米技術以及納米技術支撐的現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)。

納米加工技術與傳統(tǒng)加工技術的主要區(qū)別在于利用該工藝形成的器件結構本身的尺寸在納米量級?？梢苑譃閮纱箢?/font> ：一類是自上而下的加工方式，即復雜的微觀結構由平面襯底表面逐層建造形成， 也可以理解為在已經(jīng)存在材料的基礎上進行特定加工實現(xiàn)納米結構和器件。目前發(fā)展較為成熟的納米加工技術，如光刻、納米壓印、探針工藝等都屬于此類加工技術。另一類是自下而上的加工方式，此方式依賴于分子自組裝過程，可從分子水平出發(fā)構建納米結構，此類加工方式是在無基本結構或材料存在的情況下通過分子增長獲得圖形。

納米壓印技術

目前納米加工技術中應用最多的是平板加工工藝，平板加工工藝依賴于光刻技術。光刻技術指的是通過曝光和刻蝕將掩模板上的集成電路圖形轉移到晶圓上。目前曝光系統(tǒng)的極限分辨率為半波長。而納米壓印技術是通過轉移介質的物理變形而不是改變其化學特性來實現(xiàn)圖形轉移，其分辨率取決于掩模板的尺寸，壓印過程中不受光波波長、物鏡數(shù)值孔徑等因素的限制，有望突破傳統(tǒng)光刻工藝的分辨率極限。

納米壓印基本流程

納米壓印技術基本思想是通過轉移介質將掩模板上的圖形轉移到基板上，轉移介質多使用聚合物薄膜 (如PMMA 、PDMS 等)。納米壓印工藝包括圖形復制和圖形轉移兩大步驟，掩模板在壓力的作用下壓進轉移介質，經(jīng)一段時間后轉移介質將納米腔穴充分填充，隨之釋放壓力進行固化脫模，即可在基板上形成輔助轉移圖形。在圖形復制過程結束之后，首先需要采用各向異性刻蝕或者反應離子刻蝕 (RIE)等方法去除掉基板上的抗蝕劑殘余層， 然后開始圖形轉移過程。轉移圖形可以通過刻蝕或者剝離 (淀積、溶脫 )方法獲得。在刻蝕過程中，基板上抗蝕劑材料的圖形結構被當作掩蔽層，然后采用各向異性刻蝕等方法對基板進行刻蝕，這樣就將圖形轉移到基板上。剝離由淀積和溶脫兩個步驟組成，先在抗蝕劑的表面鍍上一層金屬薄膜，然后用有機溶劑將抗蝕劑和其表面的金屬薄膜溶解掉，基板剩余的金屬薄膜形成了與掩模板上圖形一樣的微結構，即獲得轉移圖形。納米壓印的基本流程如圖1所示。

圖 1 納米壓印技術基本流程圖

由于納米壓印技術采用的是1:1比例的掩模板進行圖形的轉移，無需考慮分辨率受限的問題。

芯明天壓電位移平臺

納米壓印過程中芯明天壓電納米平臺及促動器，可以提供穩(wěn)定的位移輸出與控制操作，精度可以達到納米級別，同時可以提供較大的出力和快速的響應，芯明天壓電納米平臺是納米壓印技術的重要執(zhí)行元件。

芯明天壓電納米定位臺參數(shù)舉例

P12A.XY200Z100壓電掃描臺

型號：P12A.XY200Z100S

閉環(huán)傳感器：有

運動自由度：X Y Z

行程范圍：XY 250μm/軸，Z 100μm

P15.XYZ100壓電納米定位臺

型號：P15.XYZ100S

閉環(huán)傳感器：有

運動自由度：X Y Z

行程范圍：120μm/軸

P15.XYZ300壓電納米定位臺

型號：P15.XYZ300S/K-C1

閉環(huán)傳感器：有

運動自由度：X Y Z

行程范圍：300μm/軸

P17.XY200壓電納米定位臺

型號：P17.XY200S

閉環(huán)傳感器：有

運動自由度：X Y

行程范圍：187.5μm/軸

P18.XY200壓電納米定位臺

型號：P18.XY200S

閉環(huán)傳感器：有

運動自由度：X Y

行程范圍：250μm/軸