摘要：纳米压印光刻（NIL）是一种使用纳米级印章的技术。与传统曝光方法不同，NIL 的优点是分辨率与曝光波长无关，并且具有大面积可转移性和高吞吐量的特点。出于这些原因，有望成为下一代半导体光刻技术之一。

东京理科大学和东京应化工业株式会社开发了一种采用紫外纳米压印（UV-NIL）的硅光子工艺（新闻稿）。

纳米压印光刻（NIL）是一种使用纳米级印章的技术。与传统曝光方法不同，NIL 的优点是分辨率与曝光波长无关，并且具有大面积可转移性和高吞吐量的特点。出于这些原因，有望成为下一代半导体光刻技术之一。

尤其是使用透明聚合物印章的软UV-NIL，可以在确保与半导体制造环境的兼容性的同时，以高分辨率在大面积上对半永久性功能层进行图案化，并且已被引入AR眼镜等。用于超材料和超表面的开发。

在集成光子学领域，使用半导体制造技术在晶圆上构建大规模光路，保证约 100 纳米的分辨率就足够了，因此有引入 NIL 的潜力。

在这项研究中，我们开发了一种适用于硅光子工艺的NIL光固化树脂，并基于EV Group的“SmartNIL”技术优化了滚压工艺，该技术在晶圆级进行紫外纳米压印。

结果，采用所开发工艺制造的硅波导已成功实现与使用传统 90 纳米 CMOS 工艺线或电子束光刻制造的光波导相当的性能。

除了满足 UV-NIL 标准规格外，我们开发的光固化树脂还具备硅光子工艺所必需的以下特性：1）耐 SF 6 -C 4 F 8混合气体蚀刻，2 ）可通过O 2灰化去除， 3）工作印章，具有与代理商有亲和力的特点。

所开发的工艺分为“NIL工艺”和“光路形成工艺”两个流程，对采用该工艺制作的硅波导的传播特性进行评估，结果表明，硅波导对于TE模式光的传播特性波长为1550nm的光纤，单位长度的传播损耗约为1.6dB/cm。

这与使用电子束光刻技术制造的硅波导或使用传统干法 ArF 制造的 90 nm CMOS 原型线的性能相当，表明 NIL 可用于制造具有足够性能的光路。据说可以证明这一点。

相比于半导体，光子学领域对曝光工艺的分辨率要求并不高，因此可以充分利用NIL的大面积可转移性和高吞吐量。研究小组称，从成本角度来看，这种方法也具有优势。

原文如下:

東京科学大学と東京応化工業は，UVナノインプリント（UV-NIL）を用いたシリコンフォトニクスプロセスを開発した（ニュースリリース）。

ナノインプリントリソグラフィ（NIL）は，ナノスケールのスタンプを用いた押印技術であり，従来の露光法と違って露光波長に解像度が依存しないことや，大面積転写性や高スループット性などを有していることから，半導体における次世代リソグラフィ技術の一つとして期待されている。

特にポリマー製の透明スタンプを使うソフトUV-NILは，半導体製造環境との互換性を担保しつつ，半永久的な機能層を大面積かつ高解像度でパターニングできることから，ARグラス等の導入実績があるほか，メタマテリアルやメタサーフェスなどの開発にも活用されている。

半導体の製造技術を用いてウェハ上に大規模な光回路を構築する集積フォトニクス分野でも，100nm程度の解像度が保証されれば十分なため，NILを導入できる可能性があった。

研究では，シリコンフォトニクスプロセスに合わせたNIL用の光硬化性樹脂の開発とともに，ウェハレベルでUVナノインプリントを行なうオーストリアEV Groupの「SmartNIL」技術に基づいたロールオンプロセスの最適化を行なった。

これにより開発したプロセスを用いて作製したシリコン導波路では，従来の90nm CMOSプロセスラインや電子線描画を用いて作られた光導波路と同程度の性能を得ることに成功した。

今回開発した光硬化性樹脂は，UV-NILの標準仕様に加えて，シリコンフォトニクスプロセスに必須となる，①SF6-C4F8混合ガスによるエッチング耐性，②O2アッシングによる除去性 ，③ワーキングスタンプ剤との親和性，の特徴を備えている。

また，開発したプロセスは「NIL工程」と「光回路形成工程」の2つのプロセスフローに分かれており，このプロセスで作製したシリコン導波路の伝搬特性を評価した結果，波長1550nmのTEモード光に対する単位長さ当たりの伝搬損失は1.6 dB/cm程度となった。

これは，従来のドライArFが用いられる90nm CMOS試作ラインや電子線描画を用いて作られたシリコン導波路と遜色ない値であり，NILによって十分な性能を持つ光回路が形成可能であることを示しているという。

半導体と比べフォトニクス分野では露光プロセスにそれほど高い解像度を必要としないため，NILの大面積転写性や高スループット性を大いに活かすことができる。研究グループは，コストの観点からも優位性があるとしている。

来源：点燃创新