納米壓印技術(shù)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(shù)，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、mems、生物芯片、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。被譽為改變?nèi)祟惖募夹g(shù)之一。
NIL壓印機的基本思想是通過模版，將圖形轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的襯底上，轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)硬化從而保留下轉(zhuǎn)移的圖形。整個過程包括壓印和圖形轉(zhuǎn)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(shù)。

二、 功能

l 主要功能

納米壓印機的主要功能是將圖形轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的襯底上，轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)硬化從而保留下轉(zhuǎn)移的圖形。壓印技術(shù)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(dá)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(dāng)?shù)膲毫Γ瑹崴苄圆牧蠒畛淠＞咧械目涨唬哼^程結(jié)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(jìn)行各相異性刻蝕去除殘留的聚合物。接下來進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移。圖形轉(zhuǎn)移可以采用刻蝕或者剝離的方法。刻蝕技術(shù)以熱塑性材料為掩膜，對其下面的襯底進(jìn)行各向異性刻蝕，從而得到相應(yīng)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(jìn)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(xué)的C. G. willson和S. v. Sreenivasan開發(fā)出步進(jìn)-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(jié)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。最后刻蝕殘留層和進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移，得到高深寬比的結(jié)構(gòu)。最后的脫模和圖形轉(zhuǎn)移過程同熱壓工藝類似。

l 技術(shù)特點

l 技術(shù)能力

該設(shè)備的發(fā)明人2001年至 2003 年，在納米壓印技術(shù)發(fā)明人、 美國普林斯頓大學(xué) StephenY.Chou 教授的納米結(jié)構(gòu)實驗室作為研究助理進(jìn)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(shù)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。2004 年加入材料科學(xué)與工程系后繼續(xù)圍繞納米微加工技術(shù)與納米壓印技術(shù)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(shù)；利用 863 課題“紫外光固化和熱壓兩用納米壓印設(shè)備的研制與應(yīng)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(shè)備，現(xiàn)已成為產(chǎn)品，并被南京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、國防科技大學(xué)、黑龍江大學(xué)、中科院深圳研究院等多家高校和科研機構(gòu)所采用，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的納米壓印核心技術(shù)，申請和獲得了多項中國專用與美國專用，技術(shù)水準(zhǔn)與當(dāng)前國際該領(lǐng)域水平同步。