マイクロ・ナノ加工｜ナノインプリント(NIL)技術の紹介と応用例
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ナノインプリント技術とは？
ナノインプリントリソグラフィー（NIL）は、マイクロ・ナノ構造のパターンを持つテンプレートを用いて、対応する基板にパターンを転写し、通常は非常に薄いポリマーフィルム上にナノスケールのパターンを作成するマイクロ・ナノプロセスであり、ポリマー構造を加工する最も一般的な方法である。持つこと低コスト、短工期、高出力、高解像度。などのメリットがあります。
成熟し、一般的に使用されている主なナノインプリント技術プロセスは以下の通りです。熱ナノインプリント（T-NIL）技術、紫外線硬化型インプリント（UV-NIL）技術、マイクロコンタクトプリント（μCP）技術.
ナノインプリントの原理
ナノインプリントプロセスは、主に3つのステップで構成されています。1.グラフィックテンプレートの準備 2.グラフィックの再現性 3.グラフィック転送
基板としてシリコンなどの基板にポリマーコーティング（ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートなど）をあらかじめ貼り付け、ナノパターンのステンシルを適切な装置・器具で基板に接触させて精密にエンボスしてパターンを設定し、一定の条件（時間、圧力、温度、光など）後にステンシルを基板から分離してパターンを複製できるようにします。テンプレートの表面のナノ構造パターンは、基板の表面のポリマーコーティングに転写されます。その後、ポリマーコーティング上のナノ構造パターンは、ナノ構造パターンの転写を達成するために、エッチングまたは剥離技術を使用して基板に転写される。
各種ナノインプリントプロセスの紹介
- ナノサーマルインプリンティングプロセス（T-NIL）
標準的なナノ熱インプリントプロセス（T-NIL）は、試料基板上に薄いレジスト（熱可塑性ポリマー）をスピンコートし、あらかじめ決められたトポロジーパターンを持つテンプレートを試料に接触させ、一定の圧力で両者を圧着させます。その際ポリマーはに加熱する。ガラス転移温度以上で、テンプレート上のパターンを軟化したポリマーフィルムに押し込む。冷却後、テンプレートは試料から分離され、パターンレジストは基板上に残される。レジストのパターンは、パターン転写プロセス（リアクティブイオンエッチング）を用いて、下の基板に転写することができます。
- 紫外線硬化型エンボス(UV-NIL)
ナノインプリントとは異なり、UV硬化型インプリント（UV-NIL）は室温で行われるインプリント技術であり、光（UV）硬化型液体レジストを、通常は石英やPDMSなどの透明材料でできたサンプル基板に塗布する。ステンシルと基板を一緒に押し付けた後、レジストはUV光で硬化して固体となる。ステンシル分離後、同様のパターン転写工程を経て、レジスト内のパターンを下地材に転写することができる。
- マイクロコンタクトプリンティング（μCP）
サーマルエンボスやUVエンボスで使われる硬いステンシルとは対照的に、マイクロコンタクトプリンティングでは、電子ビームや光リソグラフィーでポリジメチルオキサン（PDMS）にパターンを作り、それをステンシルとしてエンボスを作ります。
ナノインプリント技術の応用
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