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研究生：	謝庭傑 Hsieh, Ting-Chieh
論文名稱：	以逆壓印技術應用於微奈米圖案之製作 Application of reversal imprinting for micro- and nano-pattering
指導教授：	黃榮俊 Huang, Jung-Chun 洪昭南 Hong, Chau-Nan Franklin
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 微機電系統工程研究所 Institute of Micro-Electro-Mechancial-System Engineering
論文出版年：	2006
畢業學年度：	94
語文別：	中文
論文頁數：	98
中文關鍵詞：	逆壓印奈米壓印
外文關鍵詞：	reversal imprinting
相關次數：	點閱：86 下載：2
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中文摘要

奈米壓印是一種高效率、低成本、非常見的微影技術，最近已經被提出和證明，已經更進一步被發展和研究。近來實驗研究上指出，奈米壓印極限解析度能會小於10nm以下，他壓印的製成是可重複性的使用而且模具可以耐用。奈米壓印也已經可以達到克服非平面。最後，奈米壓印已經成功的使用在製造奈米尺寸的光偵測器、矽量子點、量子線和電晶體。
在奈米熱壓印的製成中為了要去解決殘餘層和製程過久的問題，逆式壓印法就被提出來和研究。我們先在模具上沈積鈦金屬，然後在模具上做OTS的處理，這樣就不用在模具上使用界面活性劑。將高分子層旋轉塗佈在模具的圖案上，然後在高溫和高壓的過程中轉移到我們的基板上面。逆式壓印法提供了優點去克服直接壓印法無法容易旋轉塗佈的問題，像可撓曲塑膠基板。

Abstract

Nanoimprint lithography, a high-throughput, low-cost, non- conventional lithographic method proposed and demonstrated recently, has been developed and investigated further. Further experimental study indicates that the ultimate resolution of nanoimprint lithography could be sub-10 nm, the imprint process is repeatable, and the mold is durable. Nanoimprint lithography over a nonflat surface has also been achieved. Finally, nanoimprint lithography has been successfully used for fabricating nanoscale photodetectors, silicon quantum-dot, quantum-wire, and transistors.
In order to solve the residual layer and the long time process in hot embossing lithography, the reversal imprinting technique was developed in this study. We deposited Ti on the mold and treat OTS on the mold without using surfactant on the mold. A polymer layer was first spin coated on a patterned hard mold, and then transferred to a substrate under an elevated temperature and pressure. The reversal imprinting method offers an advantage over conventional nanoimprinting by allowing imprinting onto substrates that cannot be easily spin coated, such as flexible polymer substrates.

總目錄
中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅱ
致謝……………………………………………………………………..III
總目錄……………………………………………………….. ……….. IV
圖目錄………………………………………………………..……. ...…V
表目錄………………………………………………………………….VI
第一章序論……………………………………...……………1
1-1 前言………………………………………………………1
1-2 高溫奈米壓印技術………………………………………4
1-3 研究動機與目的…………………………………….6
第二章理論基礎與文獻回顧………………………………...7
2-1 壓印技術…………………………………………………7
2-1-1 前言……………………………………………………………...7
2-1-2 壓印技術………………………………………………………...7
2-1-3-1 逆式壓印技術…………………………………………………13
2-1-3-2 無殘餘層逆式壓印技術………………………………………14
2-1-4 模具製作技術………………………………………………….14
2-1-5 脫膜層製作技術及原理……………………………………….16
2-2 自組性單分子層之原理………………………………..20
2-2-1 為何要用自組性單分子層…………………………………….20
2-3 濺鍍原理………………………………………………..23
2-4 電漿之基本原理………………………………………..27
2-4-1 平板式電漿…………………………………………………….27
第三章實驗裝置與材料製備………………………………46
3-1 實驗流程…………………………………………………46
3-1-1 逆式壓印技術應用於微奈米圖案之製作……………………...46
3-2 系統設備……………………………………………………………………47
3-2-1 高溫壓印系統………………………………………………….47
3-2-2 氧電漿系統………………………………………………….…47
3-2-3 黃光微影系統………………………………………………….47
3-2-3-1 光罩對準機…………………………………………………..47
3-2-3.2 旋轉塗佈機…………………………………………………..47
3-2-4 流量控制系統………………………………………………….48
3-2-5 電漿產生電源供應器………………………………………….48
3-2-6 抽氣與真空系統……………………………………………….48
3-2-6-1 抽氣系統……………………………………………………..48
3-2-6-2 壓力檢測系統………………………………………………..49
3-3 實驗材料製備…………………………………………………….50
3-3-1 基板材料……………………………………………………….50
3-3-2 濺鍍靶材……………………………………………………….50
3-3-3 有機材料……………………………………………………….50
3-3-4 清洗溶劑與實驗氣體………………………………………….51
3-4 實驗步驟……………………………………………………….52
3-4-1 矽基板前處理………………………………………………….52
3-4-2-1 有殘餘層基板脫膜層製造…………………………………..52
3-4-2-1.1 利用自我組裝單分子層來製作脫膜層……………….…..52
3-4-2-2 無殘餘層基板脫膜層製造…………………………………..52
3-4-2-2.1 利用自我組裝單分子層來製作脫膜層…………………..53
3-4-3 逆式高溫熱壓印圖案轉移法.............................53
3-5 分析與討論……………………………………………55
3-5-1 表面型態觀察………………………………………………….55
3-5-2 表面水滴接觸角分析………………………………………….56
第四章結果與討論………………………………………….64
4-1 以自組裝單分子層製備抗黏著層(anti-sticking layer)………….64
4-1-1 前言…………………………………………………………….64
4-1-2 實驗步驟設計………………………………………………….64
4-1-3 分析結果與討論……………………………………………….65
4-1-4 結論…………………………………………………………….67
4-2 OTS 在金屬上自組裝單分子層（SAM）的探討…………………69
4-2-1 前言…………………………………………………………….69
4-2-2 表面改質後接觸角的探討…………………………………….69
4-2-3 結論…………………………………………………………….70
4-3 利用Ti/OTS 為抗黏著層之逆壓印技術…………………………72
4-3-1 前言…………………………………………………………….72
4-3-2 歷史…………………………………………………………….74
4-3-2-1 低極性溶劑改善逆式壓印技術……………………………..74
4-3-2-2 利用界面活性劑改善接觸角………………………………..74
4-3-3 表面抗粘著層之製作………………………………………….75
4-3-4 圖案轉移之結果與討論……………………………………….76
4-4 利用黃光微影技術製作不同表面能之逆式壓印技術(reversal -
imprinting) 模具………………………………………………………78
4-4-1 前言…………………………………………………………….78
4-4-2 實驗步驟的設計……………………………………………….78
4-4-3 圖案轉移之結果與討論……………………………………….80
第五章結論………………………………………………...93
                                    

第六章參考文獻
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校內：2011-07-27公開
校外：2011-07-27公開

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