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高速微納加工的應(yīng)用介紹
一、優(yōu)勢：由于納米壓印技術(shù)的加工過程不使用可見光或紫外光加工圖案，而是使用機械手段進行圖案轉(zhuǎn)移，這種方法能達到很高的分辨率。報道的最高分辨率可達2納米。此外，模板可以反復(fù)使用，無疑大大降低了加工成本，也有效縮短了加工時間。因此，納米壓印技術(shù)具有超高分辨率、易量產(chǎn)、低成本、一致性高的技術(shù)優(yōu)點，被認為是一種有望代替現(xiàn)有光刻技術(shù)的加工手段。
二、過程介紹：
第一步是模板的加工。一般使用電子束刻蝕等手段，在硅或其他襯底上加工出所需要的結(jié)構(gòu)作為模板。由于電子的衍射極限遠小于光子，因此可以達到遠高于光刻的分辨率。
第二步是圖樣的轉(zhuǎn)移。在待加工的材料表面涂上光刻膠，然后將模板壓在其表面，采用加壓的方式使圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上。注意光刻膠不能被全部去除，防止模板與材料直接接觸，損壞模板。
三、發(fā)展背景：
(1)納米壓印技術(shù)已經(jīng)有了許多方面的進展。最初的納米壓印技術(shù)是使用熱固性材料作為轉(zhuǎn)印介質(zhì)填充在模板與待加工材料之間，轉(zhuǎn)移時需要加高壓并加熱來使其固化。后來人們使用光刻膠代替熱固性材料，采用注入式代替壓印式加工，避免了高壓和加熱對加工器件的損壞，也有效防止了氣泡對加工精度的影響。
(2)原來的剛性模板雖然能獲得較高的加工精度，但僅能應(yīng)用于平面加工。研究者們提出了使用彈性模量較高的PDMS作為模板材料，開發(fā)了軟壓印技術(shù)。這種柔性材料制成的模板能夠貼合不同形貌的表面，使得加工不再局限于平面，對顆粒、褶皺等影響加工質(zhì)量的因素也有了更好的容忍度。