ナノインプリントプレスPL-T

ナノインプリント機の基本的な考え方は、パターンを対応する基板上に転写することであり、転写された媒体は通常薄いポリマー膜であり、熱プレスや照射などの方法で構造を硬化させて転写されたパターンを保持する。プロセス全体には、インプリントとグラフィックス転送の2つのプロセスが含まれます。インプリント方法によって、NILは主に熱可塑（Hot embossing）、紫外線硬化UV、マイクロコンタクト（Micro contact printing、uCP）の3種類のフォトリソグラフィ技術に分けることができる。

主な機能

ナノインプリント機の主な機能は、パターンを対応する基板上に転送することであり、転送された媒体は通常薄いポリマー膜であり、熱プレスや照射などの方法で構造を硬化させて転送されたパターンを保持する。インプリント技術は主に以下の2種類に分けられる：

熱圧：まず基板上にPMMAなどの熱可塑性高分子材料の薄層を塗布する。昇温し、この熱可塑性材料のガラス転移温度Tg（Glass transisition temperature）の上に達する。熱可塑性材料は高弾性状態で、ナノスケールの金型を上に押し、適切な圧力を加えると、熱可塑性材料は金型中のキャビティを充填し、プレスプロセスが終了すると、温度が低下して熱可塑性材料を硬化させ、金型との重なり合う図形を得る。その後、金型を除去し、残留ポリマーを除去するために各相エッチングを行った。次に図形変換を行います。パターン転移は、エッチングまたはリフトオフの方法を採用することができる。エッチング技術は熱可塑性材料をマスクとし、その下の基板を異方性エッチングし、対応するパターンを得る。リフトオフプロセスはまず表面に金属をめっきし、その後有機溶媒でポリマーを溶解し、それに伴い熱可塑性材料上の金属もリフトオフされ、基板上にマスクとして金属があり、その後エッチングを行ってパターンを得る。

紫外線インプリント：熱インプリントにおける熱変形の欠点を改善するために、トクサス大学のC.G.willsonとS.v.Sreenivasanはステップフラッシュインプリント（Step-Flash Imprint Lithography）を開発し、このプロセスでは紫外線に対して透明な石英ガラス（ハードモード）またはPDMS（ソフトモード）を用い、フォトレジストは低粘度、光硬化のモノマー溶液を用いた。まず低粘度のモノマー溶液をインプリントする基板上に滴下し、マイクロ電子技術を結合して、フィルムの堆積はスピンゲル被覆の方法を採用して、低い圧力でテンプレートをウエハ上に押して、液状を分散させてテンプレート中のキャビティを充填することができる。金型を透過した紫外線露光は、インプリント領域のポリマーの重合及び硬化成形を促進する。ポストエッチング残留層とパターン転移を行い、高深度アスペクト比の構造を得た。後の離型と図形転移過程は熱プレスプロセスと類似している。

ぎじゅつりょく

この装置の発明者は2001年から2003年にかけて、ナノインプリント技術の発明者であり、米プリンストン大学StephenY.Chou教授のナノ構造実験室は研究アシスタントとして3年間の研究活動を行い、紫外光硬化ナノインプリント技術と材料を発展させ、ナノインプリント技術の発展に重要な貢献をした。2004年に材料科学と工学系に加入した後、引き続きナノマイクロ加工技術とナノインプリント技術をめぐって研究活動を展開し、数種類の新型ナノインプリント材料を研究開発し、新型高分子インプリントテンプレートを発展させ、曲面ナノインプリント技術を提案した、863課題「紫外光硬化と熱圧両用ナノインプリント装置の開発と応用」プロジェクトの支持を利用して、紫外光硬化と熱圧機能両用ナノインプリント装置の開発に成功し、現在は製品となり、南京大学、北京航空航天大学、国防科学技術大学、黒竜江大学、中国科学院深セン研究院など多くの大学と科学研究機関に採用され、自主知的財産権を持つナノインプリントコア技術を形成し、技術水準は現在の国際当該分野の先進レベルと同期している。

技術パラメータ

適用＃テキヨウ＃

ナノインプリント技術は現在のナノチャネル加工の主要な技術である。従来のリソグラフィ技術は、主に電子と光子を用いてリソグラフィゲルの物理化学的性質を変化させ、それに応じたナノパターンを得ることである。一方、ナノインプリント技術は、電子や光子を使用せずに、直接物理学的メカニズムを利用してフォトレジスト上にナノサイズパターンを機械的に構築することができる。このような機械的作用により、ナノインプリント技術は光子回折と電子散乱に制限されることなく、ナノスケールパターンを大面積に製造することができる。同時に、この技術で使用される装置は簡単で、製造時間が短く、インプリントテンプレートは繰り返し使用できるため、この技術を応用してナノパターンを製造するためのコストも低い。現在の典型的な3種類のナノインプリント技術はそれぞれ：熱インプリント、紫外線硬化インプリント、マイクロ接触印刷である。それぞれの分野に適用されます。

熱インプリント技術：光電、光学デバイス、マイクロ電気機械システム分野。

紫外線硬化インプリント技術：ナノ光電デバイス、ナノ電子デバイスの生産；NEMSとMEMS加工、半導体集積回路の製造。

マイクロ接触印刷技術：バイオチップとマイクロ流体デバイスの生産、バイオセンサ（抗体格子）、マイクロ機械部品の生産。

加工技術は分けて、主に5大部分を含みます：インプリント、エッチング、めっき、検査&特性評価とその他。関連する計器設備は主に：ナノインプリント機、誘導結合プラズマエッチング機、電子ビーム蒸発めっき機、原子間力顕微鏡&走査電子顕微鏡、及び超音波洗浄機&真空乾燥箱などを含む。

Sandwiched Flexible Polymer-SFP® & Hybrid Mold®ソフトテンプレートインプリント技術

ナノインプリント結果に対するダスト粒子の影響を可能な限り排除する

不規則な表面または曲面にナノインプリントを行う（上図は単一モードファイバによるナノインプリント）

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Nikel Template金属ニッケル鋳型熱プレス技術

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ポリマー基板（PMMA、PETなどの材料上）に直接熱プレスをかけ、エッチング工程を免除した。

ニッケルテンプレートは寿命が長く、高温高圧連続インプリントに適している。