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压印光刻是许多新兴应用的关键技术,例如微光学、增强现实、MEMS和光电传感器;但它是什么以及它是如何工作的?

光刻,无论是光学电子束还是压印,都是将图案从一个物体转移到其他。电子束和光学光刻用于从光掩模或计算机程序到基板上。压印光刻涉及将三维图案和结构转移到基板上。

典型的压印光刻工艺包括以下步骤:

· 晶圆涂有压印抗蚀剂并与印章对齐

· 晶片和印模接触,抗蚀剂填充印模中的空腔。

· 抗蚀剂通过 UV 交联或外部热源固化

· 去除印章,并留下印有所需图案的抗蚀剂。

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压印过程的关键是包含 3D 图案的印章的保真度。通常,这种设计将具有需要以高公差复制的亚微米特征。制作这些母版邮票的过程可以耗时且昂贵,因此需要对印记和去除进行精确控制,以确保不会损坏印章。

通常,为了保护图案的原版,日常制造中使用的印章是印制的复制品。这个在必须更换之前,印章会留下数百个印记,因为表面的完整性会慢慢退化并所生产器件的良率下降。

压印光刻的局限性是三方面的。第一个,如上所述,印记只会是和邮票的质量一样好。因此,领先的制造商花费了大量的研究和时间来改进印章复制的保真度以及随后在印章上涂上防粘层。

第二个限制是在压印和曝光过程中,再次设备制造商不断创新并且对于可以是微米级或纳米级的图案,将对准精度降低到 <1 µm。领先的制造商现在已经开发出允许使用相同技术来印记微尺度特征的技术,即特征从毫米级到微米级,压印小于 100 nm 的特征。以前,这个广泛的过程范围将需要多个设备安装。

第三个也是最后一个限制来源是用于压印的抗蚀剂。这些必须能够流入空腔印章,可通过热或光固化,并且具有快速固化时间,因此可以实现高设备吞吐量工艺规模扩大到制造。抗蚀剂材料还必须能够再现所需的高纵横比。

其中,同时具有精确的其他物理特性,例如折射率或电导率。与工具要求,化学制造商不断改进和生产新材料来推动这一点领域向前发展并使可扩展的压印光刻技术在生产环境中成为现实。

压印光刻技术是一种成熟的技术,适用于制造三维结构,其中定义和精度是关键,无论特征是毫米、微米还是纳米级,都可以部署。

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