奈米壓印(Nanoimprinting Lithography)技術發展現況

 

刊登日期:2009/6/8
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利用奈米壓印(Nanoimprint Lithography;NIL)技術製作光碟片已為眾所周知,而且奈米壓印技術發展迄今,已開始轉進光元件、半導體元件甚至奈米構造材料等的新應用領域。奈米壓印技術如今已備受矚目,此乃因已可廉價大量生產10nm~數百µm的奈米~微細結構體,而且可望達高精度化。

奈米壓印技術源於1995年Chou教授發表採用熱-NIL成功轉印10nm圖案,對微細加工世界的衝擊很大。NIL技術發展與產品發展預測如圖一所示。


圖一、NIL技術發展與產品發展預測


奈米壓印技術應用現況
應用奈米壓印技術的最小圖案尺寸為10nm到10µm,而元件面積/成形範圍則可從10mm到1000mm。奈米壓印技術應用領域及發展現況如下。

一、Bit Patterned Media(BPM)
HDD(Hard Disk Drive)為現在電腦的大容量記錄媒體,利用NIL技術開發HDD的趨勢,已由重要技術的開發轉移到為降低量產成本而進行試作。尤其是1Tbit/inch2以上大容量HDD用高密度記錄媒體,以物理方式分離相鄰軌道間磁性體的 Bit Patterned Media為最有希望的技術,必須在媒體全面製作20nm Scale周期的Pattern,而奈米壓印就是量產Patterned Media所必須的技術。

東芝在2000年開發利用NIL與自我組織化(Self Assembly)圖案的2.5吋Patterned Media;美國Komag利用高速熱-NIL設備發表試作光碟的Data Storage;日立最近發表利用自我組織的Patterned Media試作品。

二、顯示器元件
從面積數cm的手機到m級的液晶電視的平面顯示器元件也已經開始應用NIL技術,應用的元件包括TFT、導光板、反射防止膜、偏光膜等光學元件。

大面積用高速NIL技術為Roll to Roll製造技術。2009年2月,日本NEDO發表利用Roll to Roll印刷製程製造液晶面板包括彩色濾光膜、TFT基板,再在此間一面塗佈液晶材料,一面用Roll to Roll貼合,當然背光源、偏光板、相位差膜等也都在膜板上印刷製作,經組合而成液晶面板。

NIL技術種類
一、熱Nanoimprint技術
Chou教授的Nanoimprint乃利用熱可塑性樹脂的PMMA(Polymethyl -methacrylate)塗佈基板(Tg 105℃),昇溫至玻璃轉移溫度以上,高分子變成液狀,將模具在基板上加壓然後冷卻至Tg點以下,將模具與基板分開,即為熱-NIL(如圖四)。
本技術本身沒有解析界限,其解析度決定於……《本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,詳細全文請見下方附檔》

表三、Nanoimprint相關材料產品概況

(註:本表為部分節錄資料,詳細表格內容請見原文)

 

★作者:材網編輯室/工研院材化所


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