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          納米壓印過程中的脫模仿真

          納米壓印技術(Nanoimprint lithography)采用高分辨率電子束光刻等方法將結構復雜的納米結構圖案制在印章上,然后用預先圖案化的印章使聚合物材料變形而在聚合物上形成結構圖案,再用反應離子刻蝕或金屬溶脫技術將聚合物圖形轉移到基片上。

          納米壓印具有高分辨率、高產量、低成本的優點, 被納入國際半導體藍圖(ITRS),成為下一代 22nm節點光刻技術的代表之一。但是納米壓印只能實現單片圖形復制,其熱、冷卻工序時間較長,無法滿足大規模生產的需求。同時當模板面積增大時,需要非常大的壓印力,容易造成壓力不均,甚至破壞模板。隨著大面積柔性顯示器、超薄有機太陽能電板等產品的問世,急需尋找一種新的加工方法來滿足產業化需求。

          卷對卷納米壓印技術(R2RNIL)在這一背景下發展起來,它采用了具有微結構的柔性模板,利用輥柱的旋轉和上下輥對壓方式將模板與涂有光刻膠的柔性基底逐漸壓合再逐漸脫模,以此將模板上的微結構復制到膠層上。其顯著特點是涂膠、壓印、固化、脫模等工序集合到大面積圖形復制。卷對卷納米壓印這兩大優點使其能夠滿足產業化高生產率的需求。

          脫模是卷對卷納米壓印過程中的關鍵環節,直接決定了微結構復制的成敗和質量的好壞。脫模的首要條件是膠層與基底的表面結合能要大于膠層與模板的表面結合能,保證膠層不會脫離基底而粘附在模板上面。本文對卷對卷脫模過程中模板和膠層微結構的受力和變形情況進行有限元分析。

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          圖a

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          圖b

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          圖c

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