Macchina nanogoffratrice PL-T

L'idea di base di una macchina di nanoimprint è quella di trasferire il modello sul substrato corrispondente attraverso un modello. Il mezzo di trasferimento è solitamente un film polimerico sottile, che è indurito con metodi come pressatura a caldo o irradiazione per preservare il modello trasferito. L'intero processo comprende due fasi: goffratura e trasferimento grafico. Secondo diversi metodi di stampa, NIL può essere diviso principalmente in tre tecniche di fotolitografia: goffratura a caldo, polimerizzazione UV e stampa a micro contatto (uCP).

funzione principale

La funzione principale di una macchina di nanoimprint è quella di trasferire il modello sul substrato corrispondente. Il mezzo di trasferimento è solitamente un film polimerico sottile, che è indurito attraverso metodi come pressatura a caldo o irradiazione per preservare il modello trasferito. La tecnologia di goffratura è principalmente divisa nei seguenti due tipi:

Pressatura a caldo: In primo luogo, applicare uno strato sottile di materiale polimerico termoplastico (come PMMA) sul substrato. Aumentare la temperatura e raggiungere sopra la temperatura di transizione del vetro Tg (temperatura di transizione del vetro) di questo materiale termoplastico. Sotto alta elasticità, i materiali termoplastici sono pressati su uno stampo nanoscale e sottoposti a pressione appropriata. Il materiale termoplastico riempie la cavità nello stampo e dopo il processo di stampaggio è completato, la temperatura diminuisce per solidificare il materiale termoplastico, con conseguente un modello che si sovrappone con lo stampo. Successivamente, rimuovere lo stampo ed eseguire vari processi di incisione per rimuovere polimeri residui. Successivamente, procederemo con il trasferimento grafico. Il trasferimento grafico può essere ottenuto attraverso metodi di incisione o stripping. La tecnologia di incisione utilizza materiali termoplastici come maschere per eseguire incisione anisotropica sul substrato sottostante, con conseguente pattern corrispondenti. Il processo di peeling deposita prima uno strato di metallo sulla superficie e poi scioglie il polimero con solventi organici. Di conseguenza, anche il metallo sul materiale termoplastico verrà rimosso, lasciando il metallo come maschera sul substrato. Successivamente, viene eseguita l'incisione per ottenere il modello.

Goffratura UV: Al fine di migliorare lo svantaggio della deformazione termica nella goffratura a caldo, C. dell'Università del Texas G. Wilson e S v. Sreenivasan ha sviluppato la litografia a impronta flash passo, che utilizza vetro di quarzo trasparente UV (stampo duro) o PDMS (stampo morbido) e una soluzione monomero a bassa viscosità e polimerizzazione leggera per photoresist. In primo luogo, rilasciare una soluzione monomero a bassa viscosità sul substrato da imprimere. In combinazione con la tecnologia microelettronica, la deposizione del film sottile può essere ottenuta utilizzando un metodo di rivestimento a rotazione. Il modello viene premuto sul wafer con pressione molto bassa per disperdere il liquido e riempire le cavità nel modello. L'esposizione ai raggi UV attraverso lo stampo favorisce la polimerizzazione e la solidificazione del polimero nell'area di imprinting. Dopo aver inciso lo strato residuo e aver eseguito il trasferimento del modello, si ottiene una struttura ad alto rapporto di aspetto. Il processo di demolding e trasferimento grafico è simile al processo di pressatura a caldo.

Capacità tecniche

L'inventore di questo dispositivo era Stephen Y., l'inventore della tecnologia di nanoimprint all'Università di Princeton negli Stati Uniti, dal 2001 al 2003 Il laboratorio di nanostruttura del professor Chou, come assistente di ricerca, ha condotto un lavoro di ricerca di 3 anni e ha sviluppato la tecnologia e i materiali di nanoimprint curabili UV, apportando importanti contributi allo sviluppo della tecnologia di nanoimprint. Dopo essersi unito al Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali nel 2004, ha continuato a condurre la ricerca sulla tecnologia di nanomicrofabbricazione e sulla tecnologia di nanoimprint, ha sviluppato parecchi nuovi materiali di nanoimprint, ha sviluppato nuovi modelli di impronta polimerica e proposto la tecnologia curva di nanoimprint; Con il sostegno del progetto 863 "Sviluppo e applicazione dell'attrezzatura di Nanoimprint a doppio scopo per la polimerizzazione UV e la pressatura a caldo", un'attrezzatura di nanoimprint a doppio scopo con polimerizzazione UV e funzioni di pressatura a caldo è stata sviluppata con successo. È diventato un prodotto ed è stato adottato da molte università e istituzioni di ricerca quali l'Università di Nanchino, l'Università di Beihang, l'Università di Tecnologia di Difesa Nazionale, l'Università di Heilongjiang e l'Istituto di Ricerca di Shenzhen dell'Accademia Cinese delle Scienze, formando una tecnologia di base per nanoimprint con i diritti di proprietà intellettuale indipendenti. Il livello tecnico è sincronizzato con l'attuale livello avanzato internazionale in questo campo.

Parametro tecnico

Applicazioni

La tecnologia di nanostampa è attualmente la tecnologia principale per la lavorazione di nanocanali. Le tradizionali tecniche di fotografia utilizzano principalmente elettroni e fotoni per modificare le proprietà fisiche e chimiche della colla fotografica, ottenendo quindi la corrispondente nanografica. La tecnologia di nanostampa può costruire grafiche di dimensioni nanometriche sulla fotografia utilizzando direttamente meccanismi fisici senza l'uso di elettroni e fotoni. È proprio a causa di questo ruolo meccanico che la tecnologia di nanostampa non è più limitata dalla diffrazione fotonica e dalla dispersione degli elettroni e può essere preparata su una vasta area di grafica a nanoscala. Allo stesso tempo, poiché le apparecchiature utilizzate con questa tecnologia sono semplici, i tempi di preparazione sono brevi e i modelli di stampa possono essere riutilizzati, i costi necessari per applicare la tecnologia per preparare la nanografica sono bassi. Attualmente le tre tipiche tecnologie di nanostampa sono: stampa a calore, stampa a indurimento UV, stampa a microcontatto. Applicabile nei rispettivi settori:

Tecnologia di stampa termica: fotoelettrica, dispositivi ottici; nel settore dei sistemi micromeccanici.

Tecnologia di stampa con indurimento UV: produzione di dispositivi nanofotoelettrici e nanoelettronici; lavorazione NEMS e MEMS; Produzione di circuiti integrati a semiconduttori.

Tecnologia di stampa a microcontatto: produzione di biochip e dispositivi microfluidici; Biosensori (raster anticorpale); Produzione di componenti micromeccanici.

Il processo di lavorazione viene suddiviso in cinque parti principali: stampa, incisione, rivestimento, rilevamento e caratterizzazione e altri. Le attrezzature strumentali coinvolte includono principalmente: nanostampanti, incisori a plasma accoppiati a induzione, rivestimenti a vaporizzazione a fascio di elettroni, microscopi a forza atomica e elettroscopi a scansione, e lavatrici ad ultrasuoni e asciugatrici a vuoto.

Sandwiched Flexible Polymer-SFP ® & Hybrid Mold ® Tecnologia di stampa di modelli morbidi

Eliminare il più possibile l'impatto delle particelle di polvere sui risultati della nanostampa

La nanostampa su superfici irregolari o curve (nanostampa in fibra ottica monomodalità nella figura sopra)

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Tecnologia di pressatura a caldo del modello del nichel del metallo del modello del nichel

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La pressatura diretta a caldo su substrati polimerici (come PMMA, PET, ecc.) elimina il processo di incisione.

I modelli di nichel hanno una lunga durata e sono adatti per la goffratura continua ad alta temperatura e ad alta pressione.