由于经济原因促使半导体业朝着不断缩小特征尺寸方向发展，随之而来的技术进步导致了设备的成本以指数增长。由于成本的增长，人们对纳米压印光刻这一低成本图形转移技术的关注越来越多。通过避免使用昂贵的光源和投影光学系统，纳米压印光刻比传统光刻方法大大降低了成本。 

纳米压印光刻技术的研究始于普林斯顿大学纳米结构实验室Stephen Y.Chou教授，将一具有纳米图案的模版以机械力（高温、高压）在涂有高分子材料的硅基板上等比例压印复制纳米图案，其加工分辨力只与模版图案的尺寸有关，而不受光学光刻的都短曝光波长的物理限制，目前NIL技术已经可以制作线宽在5nm以下。由于省去了光学光刻掩模版和使用光学成像设备的成本。因此NIL技术具有低成本、高产出的经济优势。此外，NIL技术可应用的范围相当广泛，涵盖纳米电子元件、生物或化学的硅片实验室、微流道装置（微混合器、微反应器），很高存储密度磁盘、微光学元件等领域。 

2 纳米压印技术的基本原理和工艺 

近十年间，各种创新的NIL工艺的研究陆续开展，其实验结果越来越令人满意，目前大概可以归纳出四种代表技术：热压印光刻技术、紫外硬化压印光刻技术、软压印、激光辅助直接光刻技术。 

2.1 热压印（HE－NIL） 

热压印的工艺包含下列步骤：

①首先，利用电子束直写技术（EBDW）制作一片具有纳米图案的Si或SiO2模版，并且准备一片均匀涂布热塑性高分子光刻胶（通常以PMMA为主要材料）的硅基板。 

②将硅基板上的光刻胶加热到玻璃转换温度（Glass Transfer Temperature）以上，利用机械力将模版压入高温软化的光刻胶层内，并且维持高温、高压一段时间，使热塑性高分子光刻胶填充到模版的纳米结构内。

③待光刻胶冷却固化成形之后，释放压力并且将模版脱离硅基板。 

④都后对硅基板进行反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching）去除残留的光刻胶，即可以复制出与模版等比例的纳米图案。

2.2 紫外硬化压印光刻技术（UV－NIL） 

使用热压印光刻技术的热塑性高分子光刻胶需要经过高温、高压、冷却的相变化过程，在脱模之后压印的图案经常会产生变形现象，因此使用热压印技术不易进行多次或三维结构的压印，为了解决此问题，有人开始研发一些可以在室温、低压下使用的压印光刻技术。

M.Bender和M.Otto提出一种在室温、低压环境下利用紫外光硬化高分子的压印光刻技术[4、5]，如图2所示，其前处理与热压印类似，首先都需要准备一个具有纳米图案的模版，而UV－NIL的模版材料需要使用可以让紫外线穿透的石英，并且在硅基板涂布一层低黏度、对UV感光的液态高分子光刻胶，在模版和基板对准完成后，将模版压入光刻胶层并且照射紫外光使光刻胶发生聚合反应硬化成形，然后脱模、进行刻蚀基板上残留的光刻胶便完成整个UV－NIL。 

都近紫外压印一个新的发展是提出了步进－闪光压印。步进－闪光压印发明于Austin的Texas大学，它可以达到10nm的分辨率。先将低粘度的单体溶液滴在压印的衬底上，用很低的压力将模版压倒圆片上， 使液态分散开并填充模版中的空腔。紫外光透过模版背面辐照单体，固化成型后，移去模版。都后刻蚀残留层和进行图案转移，得到高纵横比的结构。

很明显，紫外压印相对于热压印来说，不需要高温、高压的条件，它可以廉价的在纳米尺度得到高分辨率的图形，它的工艺可用于发展纳米器件，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（不用掩模版）、模具成本、工艺良率、产量和尺寸重现精度。但其缺点是需要在洁净间环境下进行操作。

2.3 微接触压印光刻（Microcontact－NIL） 

微接触压印光刻技术要先通过光学或电子束光刻得到模版。模具材料的化学前体在模版中固化，聚合成型后从模版中脱离，便得到了进行微接触印刷所要求的模具。常常要得到的模具是PDMS，接着，PDMS模具浸在含有硫醇的试剂中，然后将浸过试剂的模具压到镀金衬底上，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，如在氢化物溶液中，氢化物的离子促使未被SAM层覆盖的金溶解，而由于SAM能有效地阻挡氢化物的离子，被SAM覆盖的金被保留，从而将单分子层的图案转移到金上。还可以进一步以金为掩模，对未被金覆盖的地方进行刻蚀，再次实现图案转移，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，甚至不需要要平整的表面，微接触印刷还适合多种不同表面，具有作用方法灵活多变的特点，该方面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。通过优化浸液方式、浸液时间，尤其是控制好模具上试剂量及分布，可以使扩散效应下降。