可轉移與犧牲層模具奈米壓印技術與高階光電元件之應用

Project: Research project

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"本研究將發展一種新型的奈米壓印技術與機台,應用於高階光電元件中的奈米製程。此一新型態奈米壓印技術與傳統壓印技術最大的差別,在於使用一可轉移 (transferrable) 的犧牲層壓印模具,此一模具在過程中先執行對基板上阻劑層 (resist layer) 的熱壓成型 (hot embossing) 或紫外光固化成型 (UV-cured molding),之後就從模具承載片上脫離、並轉移到基板上,最後再將此一模具層溶解,完成整個壓印製程。
本計畫的出發點是:傳統的壓印技術,不論是熱壓成型、紫外光固化成型、接觸轉印(contact printing)、…等等,在實際工程應用中仍有許多問題待解決,例如:缺陷過多、壓印面積有限、模具可使用壽命低、製程不穩定…等,特別在線寬或特徵尺寸逼近100 nm 等級或更小時,或者在大面積全晶圓 (full wafer size) 的壓印時;其中,大部分的問題是發生在脫模 (demolding) 的程序中,因此,本研究將採用一種釜底抽薪的做法,可以完全避免脫模所造成的困難與問題。
本計畫設定的目標與挑戰是:壓印的線寬/線距在 100 nm 等級、壓印面積為全晶圓 (2”、4”、6” wafer) 的大面積壓印、且壓印成功率要能符合現有產業量產的標準;此一規格特別適用於高階光電元件中的奈米製程,因此本研究將選定一個目標應用產品,除了用於驗證本技術的可行性與量產效益,更可以將所研發之壓印技術與機台直接導入國內的奈米產業應用中。
本計劃的主要研究工作有:
1. 新型壓印機台的設計開發:除了發展新型式的「可轉移犧牲層模具」壓印技術,也同時提出一全新之「多環氣壓」的壓印機制,以徹底解決傳統壓印機制的關鍵問題;
2. 針對新提出之壓印機制,進行完整的的力學分析、數值模擬、與實驗驗證,以建立對應與可信之學理基礎;
3. 針對多種可以作為犧牲層壓印模具的材料,建立完整的製程方法與最佳化的材料應用參數;
4. 完成此一新型壓印技術的機台設備,進行完整的機台測試,求得最佳化的壓印製程參數,確定壓印之奈米結構的完整性、成功率、壓印面積大小、與製程穩定性;
5. 目標應用 (targeted application) 的實測與檢討:選擇目前高階 (4G與5G) 光通訊使用之雷射二極體為載具,驗證此一新型奈米製程的產業應用潛力。"
StatusFinished
Effective start/end date20-08-0121-07-31