ソフトリソグラフィー

SOFT LITHOGRAPHY はパターン転写の工程数を指す用語です。すべての場合にマスター金型が必要であり、標準的なリソグラフィー法を使用して微細加工されます。マスターモールドを使用して、ソフトリソグラフィーで使用するエラストマーパターン/スタンプを作成します。この目的で使用されるエラストマーは、化学的に不活性で、優れた熱安定性、強度、耐久性、表面特性を持ち、吸湿性である必要があります。シリコーンゴムと PDMS (ポリジメチルシロキサン) は、2 つの良い候補材料です。これらのスタンプは、ソフトリソグラフィーで何度も使用できます。

 

 

 

ソフト リソグラフィの 1 つのバリエーションは、 MICROCONTACT PRINTING です。エラストマースタンプはインクでコーティングされ、表面に押し付けられます。パターンの頂点が表面に接触し、インクの約 1 単層の薄層が転写されます。この薄膜単層は、選択的なウェット エッチングのマスクとして機能します。

 

 

 

2 番目のバリエーションは、 MICROTRANSFER MOLDING で、エラストマー金型のくぼみに液体ポリマー前駆体を充填し、表面に押し付けます。マイクロトランスファー成形後にポリマーが硬化したら、金型を剥がして、目的のパターンを残します。

 

 

 

最後の 3 番目のバリエーション is MICROMOLDING IN CAPILLARIES で、エラストマー スタンプ パターンは、毛細管力を使用して液体ポリマーをスタンプの側面から吸い上げるチャネルで構成されます。基本的に、少量の液体ポリマーが毛管チャネルに隣接して配置され、毛管力が液体をチャネルに引き込みます。余分な液体ポリマーが除去され、チャネル内のポリマーが硬化します。スタンプの型を剥がして完成です。チャネルの縦横比が中程度で、許容されるチャネルの寸法が使用される液体に依存する場合、良好なパターンの複製が保証されます。キャピラリーでのマイクロ成形に使用される液体は、熱硬化性ポリマー、セラミック ゾルゲル、または液体溶媒内の固体の懸濁液です。キャピラリー技術のマイクロ成形は、センサーの製造に使用されています。

 

 

 

ソフトリソグラフィーは、マイクロメートルからナノメートルスケールで測定された機能を構築するために使用されます。ソフトリソグラフィーには、フォトリソグラフィーや電子ビームリソグラフィーなどの他の形式のリソグラフィーよりも優れた利点があります。利点は次のとおりです。

 

• 従来のフォトリソグラフィーよりも大量生産における低コスト

 

• バイオテクノロジーおよびプラスチック電子工学におけるアプリケーションへの適合性

 

• 大きな表面または非平面 (平坦でない) 表面を含むアプリケーションへの適合性

 

• ソフトリソグラフィーは、従来のリソグラフィー技術よりも多くのパターン転写方法を提供します (より多くの「インク」オプション)。

 

• ソフトリソグラフィーは、ナノ構造を作成するために光反応性表面を必要としません

 

• ソフト リソグラフィーを使用すると、ラボ環境でのフォトリソグラフィーよりも細かいディテールを実現できます (~30 nm 対 ~100 nm)。解像度は使用するマスクに依存し、6 nm までの値に達することがあります。

 

 

 

MULTILAYER SOFT LITHOGRAPHY は、微細なチャンバー、チャネル、バルブ、およびビアがエラストマーの接着層内に成形される製造プロセスです。複数の層からなる多層ソフトリソグラフィデバイスを使用すると、ソフト材料から製造することができる。これらの材料の柔らかさにより、シリコンベースのデバイスと比較してデバイス面積を 2 桁以上縮小することができます。ラピッド プロトタイピング、製造の容易さ、生体適合性など、ソフト リソグラフィのその他の利点は、多層ソフト リソグラフィでも有効です。この手法を使用して、オン/オフ バルブ、スイッチング バルブ、およびエラストマーから完全にポンプを備えたアクティブなマイクロ流体システムを構築します。