結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果，Georgia Institute of Technology和Sandia National Laboratories的科學(xué)家們已經(jīng)確定了那些可以預(yù)測納米壓印光刻技術(shù)表現(xiàn)的關(guān)鍵工藝參數(shù)。經(jīng)過他們?nèi)隄撔难芯慷岢龅倪@套標(biāo)準(zhǔn)將有力的指導(dǎo)下一代納米壓印光刻技術(shù)研發(fā)工作的開展。按照這套標(biāo)準(zhǔn)而制定的工藝設(shè)計(jì)規(guī)則能夠使納米壓印光刻技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)的滿足大批量的生產(chǎn)的需求，并且可以取代以往采用的反復(fù)試驗(yàn)的模式，快速、有效的進(jìn)行高分子聚合物的評估工作。
“這項(xiàng)工作把工程師對納米壓印技術(shù)的需求和實(shí)現(xiàn)手段合理緊密地聯(lián)系在一起，” 喬治亞州工學(xué)院機(jī)械工程系助理教授William King在一次聲明中說道：“我們已經(jīng)提出了一套針對納米壓印技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)則，不久的將來，在它的幫助下用戶可以根據(jù)生產(chǎn)的需求準(zhǔn)確的調(diào)整相關(guān)的工藝參數(shù)。”為了優(yōu)化納米壓印技術(shù)的工藝表現(xiàn)，William King帶領(lǐng)著他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在模具的幾何形狀、工藝條件、高分子聚合物的流變能力以及表面化學(xué)態(tài)等方面不斷的進(jìn)行著新的嘗試。
研究制定納米印刷技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)(附圖)
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正如在Journal of Vacuum Science Technology B和the Journal of Micromechanics and Microengineering中介紹的那樣，King的研究團(tuán)隊(duì)將試驗(yàn)和軟件模擬相結(jié)合，致力于對高分子化合物的流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行研究。研究人員測定了納米壓印工藝的每一項(xiàng)可變參數(shù)，并詳細(xì)的記錄了每一次增量對設(shè)計(jì)規(guī)則的影響。他們在修剪不同的高分子聚合物形變所產(chǎn)生的影響、彈性應(yīng)力的釋放問題、毛細(xì)流動(dòng)現(xiàn)象以及在填充不同尺寸和形狀的壓印模型空腔時(shí)粘性流的表現(xiàn)等方面進(jìn)行了研究。
盡管現(xiàn)在還有幾個(gè)研究小組正在對納米壓印光刻技術(shù)中高分子聚合物的流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行著研究，但是很多時(shí)候這趨于表面化，僅僅局限于為了收集數(shù)據(jù)而收集。King的研究團(tuán)隊(duì)的最新模擬結(jié)果表明他們的研究成果在先前發(fā)表的各類學(xué)術(shù)論文中處于領(lǐng)先地位。之所以能夠取得這一成果，研究人員歸納為以下三個(gè)方面：改進(jìn)幾何尺寸、選取合適的高分子化合物以及優(yōu)化毛細(xì)管數(shù)量。“由于我們已經(jīng)涵蓋了全部的設(shè)計(jì)規(guī)則，因此我們能夠深刻理解工藝參數(shù)和成果之間的聯(lián)系?！?/FONT>
研究人員正在對微米和納米尺寸的壓印技術(shù)進(jìn)行著研究，表面上看這似乎和制造大尺寸圖形的物理學(xué)機(jī)理是一致的，但實(shí)際上這兩者之間有著顯著的差異?！皩τ趬杭y和納米壓印兩種技術(shù)而言，理解并掌握它們在小尺寸領(lǐng)域的差異是十分重要的，”King說：“比如說，我們需要得到表面張力的梯度變化，因?yàn)檫@對于高分子化合物形成納米尺寸結(jié)構(gòu)而言將會(huì)是至關(guān)重要的一環(huán)。而在壓紋設(shè)備的內(nèi)部就可以形成高的壓力梯度，但僅僅這樣并不能說明壓紋設(shè)備就能夠滿足我們的需求，因?yàn)橄鄬τ谀阆Ｍ玫降募{米尺寸的圖形而言這壓力大的有些過頭了?！?/FONT>
通過試驗(yàn)可以測得當(dāng)壓印模型空腔之間存在多大的差異時(shí)將會(huì)導(dǎo)致高分子化合物非均勻性的填充以及非局部性的流動(dòng)等問題的產(chǎn)生。這無疑將為如何避免上述問題提供了解決方案。研究能夠從根本上將特定的工藝參數(shù)和與其相應(yīng)的工藝結(jié)果緊密地聯(lián)系在一起。比如說調(diào)整關(guān)鍵的幾何參數(shù)將能夠預(yù)測高分子化合物的變形機(jī)制。通過試驗(yàn)研究人員還提出了一套全新的非尺寸測量方法---即“納米壓印毛細(xì)管數(shù)”測量法，使用這種測量方法可以預(yù)測流動(dòng)機(jī)制，進(jìn)而能夠最終掌握高分子聚合物流動(dòng)的詳細(xì)情況。
根據(jù)King 的介紹，通過精簡納米壓印技術(shù)各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定，就能夠?qū)ζ渌芯咳藛T大量報(bào)告的結(jié)果給出解釋。這項(xiàng)研究成果適用于任何一種遵循標(biāo)準(zhǔn)粘性流法則的高分子聚合物材料并且其壓
