假塑性金屬納米粒子流體納米壓印中轉(zhuǎn)移圖形形貌控制研究.pdf

1、半導(dǎo)體器件的特征尺寸必需急劇減小才能滿足集成電路迅速發(fā)展的需要。傳統(tǒng)光刻技術(shù)受光學(xué)原理的影響已達(dá)其技術(shù)極限，納米壓印采用非光學(xué)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)圖形的轉(zhuǎn)移，是最具有潛力的下一代光刻技術(shù)備選支撐技術(shù)之一。
　　本文針對(duì)傳統(tǒng)納米壓印工藝步驟復(fù)雜、成本高、分辨率低等技術(shù)缺陷，結(jié)合金屬納米壓印步驟簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)和假塑性流體剪切稀化的特性，提出將不同大小的金屬納米粒子均勻分散在前驅(qū)體溶液中制備出假塑性金屬納米粒子流體，并作為轉(zhuǎn)移介質(zhì)用于納米壓

2、印中。基于新型轉(zhuǎn)移介質(zhì)，對(duì)壓印過程不同階段影響圖形轉(zhuǎn)移精度的因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施。具體工作如下:
　　1、介紹了傳統(tǒng)納米壓印技術(shù)的工藝原理和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上闡述了實(shí)現(xiàn)納米壓印技術(shù)的新手段，同時(shí)對(duì)納米壓印工藝中轉(zhuǎn)移介質(zhì)的選取標(biāo)準(zhǔn)和納米壓印在不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用做了一定的概括。
　　2、為提高壓印過程中納米線條保真度，基于假塑性流體的Carreau流變模型，利用COMSOL軟件仿真分析了壓印過程中不同參數(shù)如轉(zhuǎn)移介質(zhì)性

3、質(zhì)、流體粘度、施加壓強(qiáng)、掩模板壓印速度等對(duì)掩模板納米腔穴內(nèi)填充效果的影響，并驗(yàn)證了假塑性流體作為轉(zhuǎn)移介質(zhì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。通過優(yōu)化參數(shù)集可以實(shí)現(xiàn)壓印階段納米腔穴的高填充度。
　　3、掩模板上納米結(jié)構(gòu)圖形的形貌完全決定了基板上轉(zhuǎn)移圖形的保真度，因此研究納米腔穴的圖形形貌誤差對(duì)填充效果的影響十分必要。利用有限元軟件對(duì)不同種類缺陷納米結(jié)構(gòu)腔穴內(nèi)的填充度進(jìn)行了仿真、分析和計(jì)算，得出由于制備工藝不完善導(dǎo)致的形貌誤差對(duì)轉(zhuǎn)移圖形的保真度和脫模工藝的影

4、響，并提出解決辦法。
　　4、脫模初始階段微結(jié)構(gòu)所受的脫模力最大，容易出現(xiàn)頸部微縮甚至斷裂的現(xiàn)象。為保證轉(zhuǎn)移圖形的完整性，通過對(duì)脫模初始階段影響微結(jié)構(gòu)完整性的參數(shù)進(jìn)行分析，獲得流體粘附力、內(nèi)部作用力、脫模摩擦力等作用于微結(jié)構(gòu)的解析式，以及摩擦系數(shù)、Hamaker常數(shù)、圖形深寬比、金屬納米粒子大小等對(duì)脫模完整性的影響。并得出在保證微結(jié)構(gòu)不被拉斷的情況下決定其最大深寬比的因素，為制備完整的高深寬比納米線條提供了理論依據(jù)。
　　通