Micro y nanoprocesamiento | Introducción y aplicaciones de la tecnología de nanoimpresión (NIL)

¿Qué es la tecnología de nanoimpresión?

La litografía de nanoimpresión (NIL) es un proceso micro y nano que utiliza una plantilla con un patrón de micro y nanoestructuras para transferir el patrón a un sustrato correspondiente y crear un patrón a nanoescala, normalmente en una película de polímero muy fina, y es el método más común de procesamiento de estructuras poliméricas. EnBajo coste, corto tiempo de construcción, alto rendimiento y alta resoluciónEntre las ventajas del producto destacan.

Los principales procesos tecnológicos de nanoimpresión maduros y de uso común son.Tecnología de nanoimpresión térmica (T-NIL), tecnología de impresión UV-curable (UV-NIL) e impresión por microcontacto (μCP)..

Principio de nanoimpresión

El proceso de nanoimpresión consta de tres pasos principales.1. Preparación de plantillas gráficas 2. Reproducción gráfica 3. Transferencia gráfica

Un revestimiento de polímero (por ejemplo, polimetacrilato de metilo, poliestireno, policarbonato, etc.) se fija previamente a un sustrato de silicio o de otro tipo como sustrato, y la plantilla con nanopatrón se equipa con el equipo y el aparato adecuados para entrar en contacto con el sustrato y se repuja con precisión para establecer el patrón, y después de determinadas condiciones (por ejemplo, tiempo, presión, temperatura, luz, etc.), la plantilla se separa del sustrato para poder reproducir el patrón. El patrón de nanoestructura de la superficie de la plantilla se transfiere al revestimiento de polímero de la superficie del sustrato. Posteriormente, los patrones nanoestructurados en el recubrimiento de polímero se transfieren al sustrato utilizando técnicas de grabado o pelado para lograr la transferencia de los patrones nanoestructurados.

Introducción a los distintos procesos de nanoimpresión

Proceso de nanoimpresión térmica (T-NIL)

El proceso estándar de impresión nanotérmica (T-NIL) consiste en aplicar una fina capa de resina (polímero termoplástico) sobre un sustrato de muestra, poner en contacto una plantilla con un patrón topológico predefinido y presionar ambas partes bajo una presión determinada. CuandoLos polímeros sonCalentar aPor encima de la temperatura de transición vítrea, el patrón de la plantilla se presiona en la película de polímero reblandecida. Una vez enfriada, la plantilla se separa de la muestra y el patrón se deja en el sustrato. El patrón de la resistencia puede transferirse al sustrato inferior mediante un proceso de transferencia de patrones (grabado iónico reactivo).

Proceso de nanoimpresión térmica (T-NIL)

Gofrado de curado por luz ultravioleta (UV-NIL)

A diferencia de la nanoimpresión, la impresión UV-curable (UV-NIL) es una técnica de impresión a temperatura ambiente en la que se aplica una resistencia líquida curable por luz (UV) a un sustrato de muestra, normalmente de un material transparente como el cuarzo o el PDMS. Tras presionar la plantilla y el sustrato juntos, la resistencia se cura bajo la luz UV y se solidifica. Una vez separado el esténcil, el patrón en la resistencia puede transferirse al material subyacente mediante un proceso similar de transferencia de patrones.

Proceso UV-NIL

Impresión por microcontacto (μCP)

A diferencia de las plantillas rígidas utilizadas en el estampado térmico y UV, la impresión por microcontacto utiliza un haz de electrones o litografía óptica para crear un patrón en polidimetiloxano (PDMS), que luego se utiliza como plantilla para el estampado.