軟微影奈米轉印技術之研究

Abstract

當奈米時代無可迴避來臨時，半導體製程中光學微影技術（photo lithography）在 遭遇物理極限以及成本的考量下，其發展將遭受嚴格挑戰。目前奈米轉印技術普遍被視 為下一代最具潛力之奈米微影技術，因為此技術在其轉印過程中只需要先製作完成奈米 線寬之壓模（stamp)，即可大量複製所設計的積體線路圖案，具量產之優勢，可彌補電 子束直寫微影技術生產效率低之缺點，且其設備成本也遠較超深紫外光步進機（EUV stepper）來得低。除了半導體的應用外，對於CD、DVD 等高密度光儲存媒體的製作； 光子晶體（photonic crystal）、光波導元件（photo waveguide element）、次波長光學元 件（SOE，sub-wavelength optical element）等光通訊系統及奈微米流道（nano/micro channel）、PCR、DNA 等生醫晶片皆可提供重大的貢獻。故無疑地，奈米轉印技術確 為當前亟需發展之關鍵技術。 本計畫為三年期計畫，第一年主要係先以電子束微影技術及微電鑄製作奈米尺度特 徵結構壓模（矽或及鎳基金屬）；第二年再利用自行研發之自組裝單分子層（SAM）以 PDMS 軟微影（soft lithography）轉印技術，將奈米尺度的表面結構重新複製；第三年 則將此技術應用在光學透鏡或積體電路奈米微影製程上。本計畫中除了研究各項電子束 微影相關參數對矽基（或鎳基金屬）壓模性質影響之外，其壓模經過奈米轉印微影后， 將檢測翻印所得之高分子材料表面形貌與原本壓模之差異，以探討PDMS 翻製過程涉及 之環境因素及其物理化學特性之變化對奈米壓印製程之影響，最後將完整之軟微影奈米 轉印技術實際應用在光電及半導體製程上，預期可以開啟國內相關學術研究及提供業界 次世代奈米製程重要之參考依據。