假塑性金属纳米粒子流体的气压纳米压印技术

• 作 者: 段智勇;
• 机 构: 郑州大学 物理工程学院 郑州 450001
• 出 处: 2014`全国半导体器件产业发展、创新产品和新技术研讨会暨第七届中国微纳电子技术交流与学术研讨会
• 发表日期: 2014年期

　　纳米压印技术自2003年始，十多年来一直是国际半导体蓝图推荐的下一代图形转移技术，相继出现了热塑压印；紫外压印；转轴连续压印；逆压印；以及气体、激光、静电等辅助压印等新颖的实现方式。课题组从压印图形转移均匀性和保真度角度出发，提出气体活塞式施压方式和假塑性金属纳米粒子流体作为转移介质的新方法。采用气体活塞式施压方式，避免了半球滑移、刀口支撑、多自由度平台等较复杂的系统结构，施压系统更为简单；采用自适应活塞结构确保施压过程中系统振动幅度较低，同时采用特殊的多层阻尼减震结构，克服施压过程中系统振动对压印样品的影响；假塑性金属纳米粒子流体在施压过程中存在剪切变稀的流变行为，对掩模板间隙的填充较常规流体更为充分，有效的提高了转移图形的保真度；同时，金属纳米粒子图形在130℃-140℃的温度环境即可以实现从金属粒子堆积结构转变为体金属连线，获得良好的导电性能，经过工艺优化，金属粒子堆积结构的压印图形以及体金属连线的形貌误差都可以控制在一定范围。前期的研究工作还对活塞式施压方式的应力均匀性；假塑性金属纳米粒子流体介质对压印图形间隙的填充度；脱模稀化现象对转移图形微纳形貌的影响；体金属微纳图形低温热熔成型的保真度等进行了深入研究。研究成果为该新型微纳加工技术的实用化提供了理论上的和实验上的支持。课题组同时开展质子束微纳加工技术的研究，质子束由于质子流较大的质量系数，在微纳加工技术领域具有电子束、激光、离子束等传统三束加工技术不具有的优势，在高深宽比、三维加工等方面具有发展潜力。