納米壓印鎳模板的復(fù)制工藝研究.pdf

1、納米壓印光刻技術(shù)是由美籍華裔科學(xué)家斯蒂芬·周于20世紀(jì)90年代提出來的一種全新的微納圖形復(fù)制工藝技術(shù)。該技術(shù)利用1∶1的無尺寸失真復(fù)制工藝，突破了傳統(tǒng)光學(xué)光刻受光的波長極限影響的瓶頸，可以復(fù)制尺寸從幾納米到幾百微米大小的圖形結(jié)構(gòu)。隨著MEMS/NEMS工藝的不斷發(fā)展，這一技術(shù)成為了近年來微納圖形復(fù)制工藝的研究熱點之一，被譽為最具有發(fā)展?jié)摿Φ闹谱骷{米結(jié)構(gòu)的技術(shù)之一。但是，納米壓印技術(shù)在工業(yè)化應(yīng)用的道路上還存在一定的關(guān)鍵技術(shù)難點。其中，納米

2、壓印模板的制作就是制約納米壓印技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸之一。納米壓印模板是納米壓印技術(shù)最重要的工具，由于傳統(tǒng)硅、石英材料的脆性和加工昂貴，研究人員正在研究更適合于納米壓印技術(shù)的模板材料。本文以納米壓印鎳模板為研究對象，對其復(fù)制工藝、殘余內(nèi)應(yīng)力、表面抗粘層涂覆和納米壓印實驗等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，為大批量、大面積制作納米壓印鎳模板奠定了基礎(chǔ)。
　　本文結(jié)合納米壓印技術(shù)和微電鑄工藝提出了兩種復(fù)制納米壓印鎳模板的方法。一種是基于SU-8膠的復(fù)制

3、工藝，經(jīng)過兩次壓印轉(zhuǎn)移納米圖形，通過電子束蒸鍍工藝形成納米結(jié)構(gòu)，最后通過微電鑄生長支撐背板，復(fù)制的結(jié)構(gòu)與原始結(jié)構(gòu)尺寸相反;另一種是基于IPS的復(fù)制工藝，只經(jīng)過一次壓印轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)，通過微電鑄沉積出納米結(jié)構(gòu)和支撐背板，復(fù)制的結(jié)構(gòu)與原始結(jié)構(gòu)尺寸相同。為了減小金屬模板因殘余內(nèi)應(yīng)力而存在彎曲的問題，對復(fù)制的鎳模板進(jìn)行了去應(yīng)力實驗，實驗采用真空退火，溫度為400℃，時間2小時，退火之后鎳模板隨爐冷卻至室溫。退火后的鎳模板內(nèi)應(yīng)力有了很大的減少，模板的變