EEPW论坛

　　1、热压印
　　热压工艺是用电子束刻印术或其他先进技术，把坚硬的压模毛坯加工成一个压模；然后在用来绘制纳米图案的基片上旋涂一层聚合物薄膜，将其放人压印机加热并且把压模压在基片上的聚合物薄膜上，再把温度降低到聚合物凝固点附近并且把压模与聚合物层相分离，就在基片上做出了凸起的聚合物图案(还要稍作腐蚀除去凹处残留的聚合物)；图形转移是对上一步做成的压印件，用常规的图形转移技术，把基片上的聚合物图案转换成所需材质的图案。
　　首先是压模制备，压模通常用Si，SiO2，氮化硅、金刚石等材料制成[7,8]。这些材料具有很多优良的性质：高Knoop硬度、大压缩强度、大抗拉强度可以减少压模的变形和磨损；高热导率和低热膨胀系数，使得在加热过程中压模的热变形很小。另外，重复的压印制作会污染压模，需要用强酸和有机溶剂来清洁压模，这就要求制作压模的材料是抗腐蚀的惰性材料。
　　压模的制作通常用高分辨电子束刻印术(EBL)，其过程是：先将做压模的硬质材料制作成平整的片状毛坯，再在毛坯上旋涂一层电子束曝光抗蚀剂，并用电子束刻印术刻制出纳米图案，然后用刻蚀、剥离等常规的图形转移技术，把毛坯上的图案转换成硬质材料的图案。然后压印，用纳米压印术制作纳米器件所用的基片，例如Si片、SiO2/Si片、镀有金属底膜的Si片等，与通常光刻工艺所用的没什么不同。
　　热压主要步骤如下：
　　1）聚合物被加热到它的玻璃化温度以上 这样可减少在模压过程中聚合物粘性，增加流动性。只有当温度到达其玻璃化温度以上，聚合物中大分子链段运动才能充分开展，使其相应处于高弹态，在一定压力下，就能迅速发生形变。但温度太高也没必要，因为这样会增加模压周期，而对模压结构却没有明显改善，甚至会使聚合物弯曲而导致模具受损；
　　2）施加压力 聚合物被图案化的模具所压。在模具和聚合物间加大的压力可以填充模具中的空腔。压力不能太小，否则，不能完全填充腔体；
　　3） 模压过程结束后，整个叠层被冷却到聚合物玻璃化温度以下，以使图案固化，提供足够大的机械强度；
　　4）脱模。
　　压印后，原聚合物薄膜被压得凹下去的那些部分便成了极薄的残留聚合物层，为了露出它下面的基片表面，必须除去这些残留层，除去的方法是各向异性反应离子刻蚀。
　　接下来进行的是图案转移。图案转移有两种主要方法，一是刻蚀技术，另一种是剥离技术。刻蚀技术以聚合物为掩模，对聚合物下面层进行选择性刻蚀，从而得到图案。剥离工艺一般先采用镀金工艺在表面形成一层金层，然后用有机溶剂进行溶解，有聚合物的地方要被溶解，于是连同它上面的金一起剥离．这样就在衬底表面形成了金的图案层，接下来还可以以金为掩模，进一步对金的下层进行刻蚀加工。
　　2、紫外压印
　　在大多数情况下，石英玻璃压模(硬模)或PDMS压模(软模)被用于紫外压印工艺。该工艺的流程如下：被单体涂覆的衬底和透明压模装载到对准机中，通过真空被固定在各自的卡盘中，当村底和压模的光学对准完成后，开始接触。透过压模的紫外曝光促使压印区域的聚合物发生聚合和固化成型。接下来的工艺类似于热压工艺。
　　紫外压印相对于热压印来说，不需要高温、高压的条件，它可以廉价地在纳米尺度得到高分辨率的图形。其中的步进-闪光压印不但导致工艺和工具成本的明显下降，而且在其他方面也和光学光刻一样好或更好，这些其他方面包括工具寿命、模具寿命(不用掩模板)、模具成本、工艺良率、产量和尺寸重现精度。此外，该方法时间短，提高了生产效率，特别是能够实行局部照射固化，使得可以用小压模在大面积基片上步步移动重复压印出多个纳米图案。但其缺点是需要在洁净间环境下进行操作。
　　3、微接触印刷
　　先通过光学或电子束光刻得到模板。压模材料的化学前体在模板中固化，聚合成型后从模板中脱离，便得到了进行微接触印刷所要求的压模。常用材料是PDMS。接着，PDMS压模与墨的垫片接触或浸在墨溶液中，墨通常采用含有硫醇的试剂。然后将浸过墨的压模压到镀金衬底上，衬底可以为玻璃、硅、聚合物等多种形式。另外，在衬底上可以先镀上一薄层钛层然后再镀金，以增加粘连。硫醇与金发生反应，形成自组装单分子层SAM。印刷后有两种工艺对其处理。一种是采用湿法刻蚀，另一种是在金膜上通过自组装单层的硫醇分子来链接某些有机分子，实现自组装，如可以用此方法加工生物传感器的表面。
　　微接触印刷不但具有快速、廉价的优点，而且它还不需要洁净间的苛刻条件，甚至不需要绝对平整的表面。微接触印刷还适合多种不同表面，具有操作方法灵活多变的特点。该方法缺点是在亚微米尺度，印刷时硫醇分子的扩散将影响对比度，并使印出的图形变宽。通过优化浸墨方式、浸墨时间，尤其是控制好压模上墨量及分布，可以使扩散效应下降。