당사의 프로토콜은 메타표면 기반 마이크로광학 요소 및 도파관 기술의 설계를 가능하게 하는 3차원 계층적 미세 구조의 생성을 가능하게 하는 실리콘에 대한 새로운 패터닝 방법을 제공합니다. 이 프로토콜을 사용하면 폴리머 및 하드 몰드에서 단결정 및 다공성 실리콘 웨이퍼로 3D 구조를 단일 단계로 복제할 수 있습니다. 그리고 동시에, 세 방향 모두에 하위 100 나노 미터 해상도를 제공합니다.
다공성 실리콘과 실리콘 자체는 광학 바이오 센서 및 적외선 광학 장치를 제조하기위한 훌륭한 재료입니다. 그러나 이 기술은 III-V 반도체 그룹으로 확대될 것으로 기대하고 있습니다. 기판 팁과 기울기 정렬스탬프는 균일한 Mac 각인에 매우 중요합니다.
이 프로토콜에 따라 기판과 접촉하는 동안 홀더에 스탬프를 장착하여 정렬을 수행할 수 있습니다. Mac-각인에 대한 스탬프를 준비하려면 먼저 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA-1 솔루션을 사용하여 실리콘 마스터 몰드를 청소한 다음 깨끗한 실리콘 마스터 몰드를 데시케이터 내부의 플라스틱 페트리 접시에 넣습니다. 플라스틱 파이펫을 사용하여 플라스틱 계량 보트에 PFOCS 몇 방울을 추가하고 마스터 몰드가있는 접시 옆에 계량 보트를 놓습니다.
진공 펌프를 켜고 건조기 밸브를 열고 30분 동안 진공을 적용합니다. 진공이 적용되는 동안 유리 주걱을 사용하여 실리콘 엘라스토머 키트에서 10 대 1 비율로 10 대 15 분 동안 베이스 및 경화제를 혼합하십시오. 건조의 끝에서, 실리콘 마스터 금형 아래에서 건조기와 스페이서에서 계량 보트를 제거한 다음 신중하게 새로 준비 된 PDMS의 2 ~ 3 밀리미터 층으로 마스터 금형을 덮습니다.
건조기 밸브를 연 후 PDMS를 탈가스하려면 20분 간 또는 거품이 사라질 때까지 진공을 적용하십시오. 두 번째 탈수 기간이 끝나면 접시를 섭씨 80도 의 핫 플레이트로 옮기습니다. 2시간 후, 메스를 사용하여 플라스틱 페트리 접시 내부의 경화 PDMS 가장자리를 다듬고 핀셋을 사용하여 실리콘 마스터 금형에서 PDMS 금형을 조심스럽게 제거합니다.
광저항 UV 나노임프린팅의 경우, 서기관을 사용하여 실리콘 웨이퍼에서 2.5% 2.5센티미터 실리콘 칩을 클리브하고 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA-1 용액을 사용하여 청소한 다음 스핀 코터의 진공 척에 깨끗한 칩을 놓습니다. 칩에 20 마이크로미터 두께의 포토레지스트층을 적용하고 VAC ON을 눌러 시스템에 진공을 적용하도록 지시된 바와 같이 스핀 코팅 파라미터를 설정합니다. SU-8 2015 의 1.5 밀리리터를 칩 중앙에 넣고 스핀 코터 뚜껑을 닫습니다.
그런 다음 시작을 눌러 스핀을 시작합니다. 스핀이 끝나면 VAC OFF를 눌러 진공을 끄고 핀셋을 사용하여 포토레지스트 코팅 칩을 제거합니다. PDMS 금형을 포토레지스트 코팅 실리콘 칩 패턴 측면에 조심스럽게 놓고 금형을 칩에 수동으로 누릅니다.
PDMS 위에 UV 투명 유리 플레이트를 배치하여 1평방센티미터당 15그램의 압력을 금형 및 칩에 적용하고 2시간 동안 6와트의 UV 라이트로 설정을 노출시킵니다. 조사 기간이 끝나면 핀셋을 사용하여 경화 된 포토 레지스트 패턴의 방향과 평행방향으로 칩에서 금형을 천천히 제거하십시오. 250나노미터 두께의 금/은 합금 층을 칩에 증착하려면 먼저 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 20나노미터 두께의 크롬과 50나노미터 두께의 금층을 증착한다.
다음으로 GUN 1 OPEN을 클릭하여 금색과 실버 건셔터를 엽니다. 처리 시간을 16.5분으로 설정하고 DC 설정 점을 58로 설정하고 RF 세트 점을 150으로 설정합니다. 회전을 클릭하고 아르곤 유속속도를 분당 50표준 입방센티미터로 설정합니다.
아르곤, DC 공급 및 RF 공급을 클릭합니다. 신호 고원이면 아르곤 컨트롤을 5로 설정합니다. 0 두께로 시작을 클릭하여 결정 두께 모니터를 시작하고 두께를 각각 찢습니다.
시간 중지된 프로세스를 클릭하여 시간 제어 프로세스를 시작하고 PLATEN SHUTTER 솔리드를 클릭하여 플레이트 셔터를 엽니다. 두께0을 다시 클릭합니다. 스퍼터링이 끝나면 솔리드를 클릭하여 고체를 클릭하여 고체셔를 닫고 프레스를 눌러 벤트를 눌러 자석 스퍼터 챔버를 배출합니다.
실버/골드 합금 코팅 맥 임프린트 스탬프를 탈합금하려면 먼저 탈이온화 된 물과 질산을 유리 비커에 일대일 비율로 혼합하고 비커를 교반 핫 플레이트에 놓습니다. 천포PTFE 샘플 홀더를 혼합물에 담그고 분당 100 회전에서 일정한 교반으로 최대 65도의 용액을 가열합니다. 용액이 목표 온도에 도달하면 패턴 골드/실버 합금 코팅 맥 프린트 스탬프를 홀더에 2~20분 간 배치합니다.
탈 합금 후, 1 분 동안 실온 deionized 물에 맥 각인 스탬프를 담금. 기판 정렬스탬프를 수행하려면 전기 화학 전지의 실리콘 칩 위에 스탬프를 놓고 스탬프 뒷면에 SU-8방울을 추가합니다. PTFE 막대를 SU-8과 접촉하여 2시간 동안 UV 빛 아래의 건조한 조건에서 치료하십시오.
접촉은 홈 위치에서 약 86 밀리미터입니다. Mac-각인 작업을 수행하기 위해 프로토콜에 설명된 단계에 따라 RCA 솔루션을 사용하여 패턴을 두은 실리콘 칩을 세척한 다음 전기 화학 전지의 중앙에 배치하고 Mac-각인 스탬프가 있는 PTFE 막대 아래에 셀을 배치합니다. PTFE 비커 내부에 17 대 1 비율로 하이드로플루오산과 과산화수소의 에칭 솔루션을 혼합합니다.
5분 후 플라스틱 파이펫을 사용하여 전기 화학 적 세포에 에칭 솔루션을 추가하십시오. 패턴 칩과 접촉하여 Mac-각인 스탬프를 배치하려면 스탬프를 약 86밀리미터 아래로 가져온 다음 원하는 접촉력을 달성하기 위해 접촉 위치에서 약 300에서 1, 000 마이크로미터로 스탬프를 아래로 이동합니다. 홈을 클릭하기 전에 1~30분 동안 칩과 접촉하여 Mac 각인 스탬프를 유지하여 막대를 홈 위치로 반환합니다.
파이펫을 사용하여 세포에서 에칭 용액을 조심스럽게 흡인하고 각인 된 실리콘 칩을 이소프로필 알코올 및 탈온 화 물로 헹구세요. 그런 다음 깨끗한 건조한 공기로 칩을 건조시다. 스캐닝 전자 현미경 이미지는 금 코팅 된 Mac 각인 스탬프와 그로 인한 각인 된 실리콘 표면의 형태학적 특성을 연구하기 위해 얻을 수 있습니다.
본 대표적인 분석에서, 원자력 스캔에 의해 얻어진 각인된 고체 실리콘의 단면 프로파일은 사용된 다공성 골드 스탬프의 것과 비교되었다. Mac-각인 시 패턴 전송 충실도 및 다공성 실리콘 생성은 실험적 성공을 분석하는 두 가지 주요 기준이었습니다. Mac-각인은 스탬프 패턴이 실리콘으로 정확하게 전송되고 Mac-각인 중에 다공성 실리콘이 생성되지 않은 경우 성공한 것으로 간주되었습니다.
여기서, 맥-각인 중에 패턴 전달 충실도 및 다공성 실리콘 생성이 발생하는 최적이 아닌 실험의 결과를 관찰할 수 있다. 실리콘의 Mac 각인은 생명을 위협하는 물질인 수력 불소산을 포함하고 안전 프로토콜을 따르고 적절한 개인 보호 장비를 착용하는 것이 가장 중요하다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 일단 다공성 금으로 코팅 된 우표를 사용하여 대량 수송을 용이하게합니다.
이 절차에 따라, 에칭 솔루션 또는 접촉력의 조성은 공정 또는 우표 내구성의 운동을 연구하기 위해 다양할 수 있다.
