ポリマー基板上へのマイクロ·サブミクロンのパターンを生成するためのリソグラフィMicropunching
Summary
micropunchingリソグラフィのアプローチは、上、側壁およびポリマー基板の底面にマイクロおよびサブミクロンのパターンを生成するために開発されています。それはパターニングが導電性ポリマー及び側壁パターンを生成する障害を克服しています。このメソッドは、複数の機能の迅速な製造を可能にし、積極的な化学の自由です。
Abstract
導電性ポリマーは、1977年1ドープしたポリアセチレンの高伝導の発見以来、大きな注目を集めている。彼らは、低体重、プロパティの簡単な仕立てとアプリケーションの2,3の広いスペクトルの利点を提供します。これらの材料は4で作業するときの環境条件（例えば、空気、酸素、湿気、高温、化学溶液）に導電性ポリマーの感度のために、リソグラフィ技術が重要な技術的課題を提示します。例えば、紫外（UV）などの現在のフォトリソグラフィー法は、これらの方法で湿潤および/またはドライエッチングプロセスの関与によるパターニング導電性ポリマーには適さない。さらに、現在のマイクロ/ナノシステムは、主に平面形5,6を持っています 。構造体の一つの層を作製機能の別の層の上面上に構築されています。これらの構造の複数の層が上の多数のデバイスを形成するために一緒に積層されている共通の基板。微細構造の側壁面は、デバイスを構築するために使用されていない。一方、側壁パターンを変更し、流体チャネルとナノワイヤーとナノチューブの直接の水平方向の成長を3-D回路を構築するために、例えば、使用することができる。
macropunchingメソッドは、百年以上にわたり、シートメタルのmacropatternsを作成するために製造業に適用されている。このアプローチによって動機づけられて、我々は導電性ポリマー及び側壁パターンを生成するパターニングの障害を克服するmicropunchingリソグラフィ法（MPL）を開発しました。と、（ii）図面（i）のカット：macropunchingメソッドと同様に、MPLは、2つの操作（ 図1）が含まれています 。 "切断"の操作は、パターン3の導電性ポリマー4、ポリピロール（PPy）、ポリ（3,4 – ethylenedioxythiophen） -ポリ（4 – styrenesulphonate）（PEDOT）、ポリアニリン（PANI）に適用した。また、Alの微細構造7を作成するために採用されました。導電性高分子の作製微細構造は、湿度8、化学8、グルコースセンサー9として使用されている。 Alおよび導電性ポリマーの複合微細構造は、コンデンサと様々なヘテロ9,10,11を製造するために用いられてきた。と500 nmの幅のPPyを行と同様に100 nmの広いAuワイヤ – "切断"の操作は、100などのサブミクロンパターンを生成するために適用された。 "描画"操作は2つのアプリケーションのために採用されました：（i）の3次元マイクロ12,13,14を構築するために使用することができる高密度ポリエチレン（HDPE）のチャンネルでのAu側壁パターンを生成し、（ii）ポリジメチルシロキサン（PDMS）マイクロピラーを作製HDPE基板上にチャネル15の接触角を向上させます。
Protocol
Discussion
トラブルシューティング情報： "切断"操作を使用して、ポリマーおよび金属導電性の単一および複数層微細パターンの生成に関する重要な点：（1）エンボス加工の温度が最適な結果を生成する中間PMMA層の流動性を確保します。それは範囲の下限から開始し、望ましい結果が達成されていない場合、徐々に温度を上昇させることをお勧めします。高すぎる温度は、その化?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、NSFDMI-0508454、NSF / LEQSF（2006年） – プント-53、NSF-CMMI-0811888、およびNSF-CMMI-0900595助成金を介して部分的にサポートされていました。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| PMMA | Sigma-Aldrich Co. | 495C9 | The solvent is cholorobenzene. Handle PMMA solution under a fume hood with adequate ventilation. Do not breathe the vapor. Refer to MSDS for safe handling instructions. |
| PPy | Sigma-Aldrich Co. | — | 5% by weight in water. Used as received. |
| PEDOT-PSS | H. C. Starck Co. | Baytron P HC V4 | Proprietary solvent. Used as received. |
| SPANI | Sigma-Aldrich Co. | — | Water soluble form. Used as received. |
| Hot embossing machine | JenoptikMikrotechnik Co. | HEX 01/LT | |
| Sputter machine | Cressington Co. | 208HR | |
| FIB machine | Zeiss Co. | FIB Crossbeam 1540 XB | |
| Spin coater | Headway Reseach Co. | PWM32-PS-R790 Spinner System | |
| RIE machine | Technics MicroRIE Co. | — | |
| Photoresist | Shipley Co. | S1813 | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 Silicone elastomer kit | |
| HDPE sheet | US Plastic Incorporate | — | |
| PMMA sheet | Cyro Co. | — | |
| Double-sided adhesive tape | Scotch Co. | — | |
| Single-sided tape | Delphon Co. | Ultratape # 1310 | |
| Glass micropipettes | FHC Co. | 30-30-1 | |
| Clip | Office Depot Co. | Bulldog clip | |
| Humidifier | Vicks Co. | Filter free humidifier |
References
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