GMW 纳米压印(微影)技术简介.pdf

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1、MicroformingLaboratory東華大學奈米科技論壇奈米壓印(微影)技術簡介IntroductiontoNanoimprint(Lithography)Technology東華大學材料科學與工程學系魏茂國博士1資料來源：工研院機械所、期刊論文、網路資訊MicroformingLaboratory大綱•奈米科技之發展-仿效自然、以自然為師-半導體、光電元件之持續微小化•奈米壓印技術介紹-前世：LIGA技術-今世：熱壓式奈米壓印技術、紫外線基奈米壓印技術•奈米壓印技術之技術瓶頸•奈米壓印技術之應用2MicroformingLaboratory奈米科技之發展仿效自然、以自然為師3

2、MicroformingLaboratory壁虎膠帶(GeckoTape)1µm4Source:fromnetworkMicroformingLaboratory壁虎膠帶(GeckoTape)不使用黏著劑、環保、最少可使用20-25次規格價格12.7×9100mm,footroll$12.3812.7×22800mm,footroll$29.8812.7×45700mm,footroll$49.8825.4×9100mm,footroll$19.8825.4×22800mm,footroll$49.8825.4×45700mm,footroll$100.0031.0×9100mm,fo

3、otroll$29.8850.8×9100mm,footroll$39.8812.7×203mm,45pieceroll$14.885Source:Powerfiirm,fromnetworkMicroformingLaboratory蓮花效應(LotusEffect)6Source:fromnetworkMicroformingLaboratory蓮花效應(LotusEffect)withoutlotuseffectwithlotuseffect7Source:fromnetworkMicroformingLaboratory蓮花效應(LotusEffect)傳統建築下雨前下雨後塗有

4、蓮花效應之漆具蓮花效應之漆沾滿灰塵之水珠8Source:fromnetworkMicroformingLaboratory蓮花效應(LotusEffect)9Source:fromnetworkMicroformingLaboratory奈米科技之發展半導體、光電元件之持續微小化10MicroformingLaboratory奈米科技之演進1m動物昆蟲真空管1mm半導體元件Topdown微機械大腸菌1µm病毒動態隨機存取記憶體DNA單電子元件氨基酸奈米碳管1nm分子C巴克球Bottom-up601Å原子11Source:ITRI/MIRLMicroformingLaboratory微影

5、：製程和曝光系統微影製程基板塗佈+軟烤曝光顯影+硬烤蝕刻光阻去除紫外線光罩光阻氧化層氧化層氧化層矽晶圓矽晶圓矽晶圓矽晶圓矽晶圓矽晶圓光學投影式曝光系統透物矽光光源鏡鏡晶罩组组圓12Source:FundamentalsofMicrofabrication,ed.ByM.Madou,CRCPress(1997)MicroformingLaboratory微影：曝光之光阻解析度紫外線照明光罩光罩平面bbb透鏡θmax直徑透鏡NA=sinθmax焦Ψmax光阻距矽晶圓投影平面鏡组數值口徑(NA)非同調光解析度理想轉移直徑光源波長Imax實際轉移2倍焦距2倍鏡组數值口徑Imin實際光源解析度(

6、2倍最小線寬/線距)bbb光阻上之入射光強度0.6倍光源波長矽晶圓上之位置鏡组數值口徑13Source:FundamentalsofMicrofabrication,ed.ByM.Madou,CRCPress(1997)MicroformingLaboratory微影：曝光之景深紫外線投影式曝光機光罩•1973年由Perkin-Elmer提出•曝光機種類-掃描投影式-1X歩進重複投影式投影鏡组-縮小倍率歩進重複投影式景深~0.5倍光源波長鏡组數值口徑平方光源波長•波長與解析度成正比景波長越短則解析度越佳深波長越短則最小特徵尺寸越小矽晶圓平面•波長與景深成正比波長越長則景深越大14Sou

7、rce:FundamentalsofMicrofabrication,ed.ByM.Madou,CRCPress(1997)MicroformingLaboratory半導體製程能力之現況Moore’sLawX光?電子束?極紫外線?掃描探針?200930nm60nm印刷?次世代微影?200660nm100nmIllumination(Wavelengthλ)Mask2003100nm130nmSiliconWaferθNumericalAper