GMW 纳米压印(微影)技术简介.pdf

Microforming
Laboratory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

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資料來源：工研院機械所、期刊論文、網路資訊
Microforming
Laboratory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

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Microforming
Laboratory

奈米科技之發展

仿效自然、以自然為師

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Microforming
Laboratory壁虎膠帶(GeckoTape)

1µm

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Source:fromnetwork
Microforming
Laboratory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$12.38

12.7×22800mm,footroll$29.88

12.7×45700mm,footroll$49.88

25.4×9100mm,footroll$19.88

25.4×22800mm,footroll$49.88

25.4×45700mm,footroll$100.00

31.0×9100mm,footroll$29.88

50.8×9100mm,footroll$39.88

12.7×203mm,45pieceroll$14.88
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Source:Powerfiirm,fromnetwork
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Laboratory蓮花效應(LotusEffect)

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Source:fromnetwork
Microforming
Laboratory蓮花效應(LotusEffect)

withoutlotuseffectwithlotuseffect

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Source:fromnetwork
Microforming
Laboratory蓮花效應(LotusEffect)
傳統建築下雨前下雨後

塗有蓮花效應之漆具蓮花效應之漆沾滿灰塵之水珠

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Source:fromnetwork
Microforming
Laboratory蓮花效應(LotusEffect)

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Source:fromnetwork
Microforming
Laboratory

奈米科技之發展

半導體、光電元件之持續微小化

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Microforming
Laboratory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-up
1Å60
原子

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Source:ITRI/MIRL
Microforming
Laboratory微影：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

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Source:FundamentalsofMicrofabrication,ed.ByM.Madou,CRCPress(1997)
Microforming
Laboratory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(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

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Source:FundamentalsofMicrofabrication,ed.ByM.Madou,CRCPress(1997)
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Laboratory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