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研究生： 陳立偉
Li-Wei Chen
論文名稱： 使用胺基-矽烷應用在奈米接觸壓印技術的研究
The Study of the Nanocontact Imprint with Aminosilane
指導教授： 葉鳳生
Fon-Shan Huang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 110
中文關鍵詞： 胺基-矽烷 、奈米接觸壓印
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    • 摘要

    本論文的目標是使用軟性HSQ模仁以及將aminosilane當作ink發展在奈米接觸壓印的技術。實驗包括藉由SEM以及AFM的觀察模仁的製作和ink的轉印。我們將軟性HSQ模仁應用在奈米接觸壓印上，將aminosilane以室溫、低壓的條件，壓印在HSQ的基板上，尋找壓印的條件。
    實驗分成四個部分：首先利用280μC/cm2低劑量電子束直寫技術及1200C預烤溫度，在HSQ上定義出我們想要圖案，再利用濕式蝕刻方法，配合TMAH濃度5% 蝕刻出模仁。定義出line : space=1 : 10線寬分別為80nm、100nm、150nm、200nm的圖形。
    第二部分為使用aminosilane當作奈米接觸壓印的ink，混合不同
    的aminosilane與水以及乙醇莫耳數比例來調配ink 。
    第三部份是為基板試片的表面處理，配合不同的ink則我們使用
    不同的O2 plasma機台對於HSQ基版做表面處理。對於aminosilane有加水的ink則使用O2 plasma intensity為0.26Watt/cm2來對HSQ基板做表面處理；對於aminosilane沒有加水的ink則使用O2 plasma intensity為0.5~1 Watt/cm2來對HSQ基板做表面處理。
    第四部份接著是為了檢查transfer pattern以及找尋最好的奈米接觸壓印條件，使用原子力探針顯微鏡針對transfer的寬度和厚度來量測。同時並在蛋白質吸附測試後，使用螢光顯微鏡以及AFM量測transfer的寬度和厚度。
    從上述的實驗data，我們成功做出HSQ軟性模仁，並發展奈米接觸壓印的技術，將aminosilane壓印在經過O2 plasma 表面處理的HSQ基板上，最後透過AFM的量測我們找到最佳的奈米接觸壓印的條件。

    目錄 第一章 緒論..................................................1 第二章 材料簡介.................................................................…...............5 2-1 HSQ材料結構..................................................…..............5 2-2 ink材料.................................................................…..........6 2-2-1 aminosilane水解反應與OH鍵結情形......……........7 2-2-2 aminosilane與OH鍵結情形......................……........9 2-3 螢光材料與蛋白質材料.......................................…........10 2-3-1 螢光材料.................................................................10 2-3-2 蛋白質材料...........................................................12 第三章 儀器與量測原理......................................................................13 3-1 電子束曝光系統(e-beam) ...............................................13 3-1-1 影響解析度的因素...............................................16 3-1-1-1 電子束散射效應.........................................16 3-1-1-2 充電效應.....................................................18 3-2 掃描式電子顯微鏡分析(SEM)........................................19 3-3 原子力顯微鏡(AFM).......................................................21 3-4 螢光顯微鏡.......................................................24 3-5 壓印機台..........................................................26 第四章 實驗..........................................................................................27 4-1 模仁製作...........................................................................29 4-1-1 HSQ的鍍製................................................................31 4-1-2 模仁的微影技術.......................................................33 4-2 ink的製備............................................................................35 4-2-1 ink A : aminosilane混合水與乙醇.........................36 4-2-2 ink B : aminosilane混合乙醇..................................36 4-3 基板試片準備.....................................................................39 4-3-1 HSQ基板的配置以及塗佈........................................40 4-3-2 O2 plasma對基板的表面處理...................................40 4-3-2-1 inkA與inkB配合O2 plasma表面處理.....40 4-4 奈米接觸印刷實驗...........................................................44 4-4-1 inker pad的製作......................................................46 4-4-2 ink旋塗在inker pad上的流程...............................48 4-4-3 模仁沾 inker pad...............................................48 4-4-4 奈米接觸壓印製程.................................................48 4-5 轉印pattern使用螢光顯微鏡以及AFM的量測............51 4-5-1 螢光顯微鏡以及AFM的量測.................................51 4-5-1-1螢光顯微鏡的量測.......................................51 4-5-1-2 AFM的量測.................................................51 4-5-2 間接式以及直接式蛋白質吸附測試.....................52 4-5-2-1間接式蛋白質吸附測試.............................54 4-5-2-2直接式蛋白質吸附測試方法....................54 第五章 實驗結果與討論......................................................................55 5-1 模仁樣品.............................................................................55 5-1-1模仁的製作結果.........................................................55 5-1-2模仁的探討.................................................................58 5-2 基板試片的準備討論.......................................................59 5-2-1 基板的準備討論(基版表面粗操度的量測)...........59 5-2-2 O2 plasma對於HSQ基版的表面處理討論...........61 5-3 奈米接觸壓印結果...........................................................62 5-3-1 由AFM觀察ink A的壓印結果...............................62 5-3-1-1固定乙醇的絕對莫爾數，改變aminosilane　　　　與水的莫爾數比例的探討..........................63 5-3-1-2固定乙醇的絕對莫爾數，固定aminosilane與水的莫爾數比例，改變aminosilane的絕對莫爾數的探討..........................................68 5-3-1-3固定aminosilane與水的絕對莫爾數，改變乙醇的絕對莫爾數探討..................................71 5-3-2蛋白質吸附ink A測試後，使用螢光顯微鏡量測的結果..................................................................................76 5-3-2-1 間接式蛋白質吸附的螢光顯微鏡量測........76 　　　　　　　5-3-2-2 間接式蛋白質吸附的SEM觀察…………79 5-3-2-3 直接式蛋白質吸附的螢光顯微鏡量測........80 5-3-3 ink A的3M test..........................................................81 5-3-4 由AFM觀察ink B的壓印結果..............................83 5-3-4-1 ink B　100W的壓印結果...........................83 5-3-4-2 ink B 150W的壓印結果..............................90 5-3-4-3 ink B 200W的壓印結果..............................95 5-3-4-4 ink B transfer的實驗結果討論.......................99 5-3-4-5蛋白質吸附ink B測試後，使用AFM量測的結果................................................................100 5-3-4-5-1 間接式蛋白質吸附的AFM量測................................................100 5-3-4-5-2 直接式蛋白質吸附的AFM量測................................................103 5-4 奈米接觸壓印實驗後的探討.............................................105 5-4-1 實驗後模仁的情形.................................................105 第六章 結論..........................................................................................107 Reference................................................................................................109

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