Lithographie à chaud

La Lithographie par Emboutissage à Chaud (HEL, Hot Embossing Lithography) est une méthode de Lithographie par Nano-Impression (NIL, Nano Imprint Lithography) utilisant une force et une température contrôlées pendant le procédé d’impression.

Elle permet de dupliquer des motifs dont les dimensions peuvent être de quelques dizaines ou centaines de nanomètres.

A moins que le substrat soit lui-même un thermoplastique, tel que le polycarbonate par exemple, il est revêtu d’un matériau d’emboutissage à chaud (résine thermoplastique ou polymère) à l’aide d’une tournette (spin coater).

Procédé HEL

Le tampon est aligné sur le substrat. Les besoins en précision varient en fonction de l’application. Pour une impression simple ou une première couche, il n’y a pas besoin d’alignement : un simple pré-alignement grossier suffit.

Pour transférer les motifs du tampon sur le matériau, le tampon et le substrat sont chauffés au-dessus de la Température de Transition Vitreuse (Tg) du matériau pour le ramollir et minimiser la force nécessaire pour que le matériau pénètre à l’intérieur des cavités du tampon.

Après que le motif ait été imprimé dans le matériau (transfert de motifs), les températures du substrat et du tampon redescendent en-dessous du Tg du matériau. Le tampon est séparé de la couche imprimée qui comporte les motifs transférés à partir du tampon.

Technologie NIL

Les solutions de production de nanostructures à faible coût sont en développement et devraient être les éléments moteurs des technologies semi-conducteur, MOEMS et optoélectronique de demain. En particulier, la Lithographie par Nano-Impression (NIL) et ses variantes ont été développées comme une alternative économique à la lithographie haute-résolution par faisceau d’électrons pour l’impression de géométries inférieures à 20 nm.

L’impression est basée sur le principe d’une pression mécanique sur un film polymère à l’aide d’un tampon doté des nanomotifs, à l’aide d’un procédé thermo-mécanique ou de polymérisation UV. Le polymère imprimé peut soit être le produit final, comme par exemple une lentille pour capteur d’image, une puce micro-fluidique, une matrice biomédicale etc… soit être utilisé comme masque haute résolution pour de nouvelles étapes de procédés.

Trois techniques d’impression ou emboutissage existent :

Lithographie par Emboutissage à Chaud (HEL) qui utilise un matériau thermoplastique, Lithographie UV (UV-NIL), qui utilise une résine liquide qui est ensuite polymérisée par lumière ultraviolette après moulage et la Lithographie Douce (Soft Lithography) qui transfère de l’encre, précédemment appliquée sur un tampon souple, sur un substrat.

Bibliothèque des Procédés NaPa

La bibliothèque NaPa est une collection de 27 procédés, recettes, références dans le domaine de la nanoimpression.  Elle a pour vocation de permettre aux chercheurs et ingénieurs de choisir le procédé le plus approprié en fonction des défis spécifiques d’une nouvelle application.

 A propos de NaPANIL

NaPANIL est une thématique prioritaire NMP du projet cadre européen à grande échelle 7, rassemblant 18 partenaires divers : industriels, académiques et instituts privés, pour l’atteinte d’objectifs ambitieux.
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Publications NIL

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NaPa « Library of Processes »

January 2010

This FREE 152 pages book gives all directions needed to chose and apply an alternative nano-patterning technique: it is a must read for all!

NaPANIL

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UV nanoimprint lithography process optimization for electron device manufacturing on nanosized scale

November 2008

Imprint specific process parameters like the residual layer thickness and the etch resistance of the UV polymers for the substrate etch process have to be optimized to introduce UV nanoimprint lithography (UV NIL) as a high-resolution, low-cost patterning technique…

IISB
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UV nanoimprint lithography process optimization for electron device manufacturing on nanosized scale

September 2008

It’s a poster

 IISB

UV nanoimprinting lithography using nanostructured quartz molds with antisticking functionalization

February 2008

In this paper, we report the results obtained by the application of the SET FC150 equipment for UV-NIL…

 CNR-IMM

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