微型化技術

(c) (d) 圖1.1 傳統光蝕刻法示意圖［2］

(a)以一束雷射光將微晶片上的電路圖案，寫到玻璃基板即鉻金屬層上 的聚合物感光層。聚合物曾經過雷上光照射過的區域可以選擇性移除。(b) 先將露出鉻的區域移除，然後再溶解所有的聚合物，結果就做出了類似照 相底片的光罩。(c)照在光罩上的紫外光可以穿透鉻之間的縫隙，在藉著透 鏡把光聚在矽晶圓上的光阻層。(d)將受到照射的光阻移除後，就可在矽晶 片上複製出縮小的圖案。

(2) 掃描探針法(scanning probe of microscopy)［2］

1981年，IBM蘇黎士研究實驗室的Heinrich Rohrer以及Gerd Binnig等人 發明出掃描穿隧顯微鏡（STM），並於於1986年獲頒諾貝爾物理獎。藉著

(3) 軟蝕刻法(soft etching method)

第一種軟蝕刻法稱為「微觸印刷」（microcontact printing），由哈佛大學 的 博 士 後 研 究 員 Amit Kumar 研 究 出 來 。 此 製 造 方 法 首 先 讓 PDMS(Polydimethylsiloxane)壓模沾上一種含有有機分子硫醇（thiol）的試 劑溶液，然後讓壓模接觸一種合適的金薄膜。硫醇會跟金的表面反應，形 成一張高度有序的「自組單層分子膜」（self-assembled monolayer, SAM），

能複製壓模上的圖案。由於硫醇墨水接觸表面後會稍微暈開，所以單層膜 的解析度不如PDMS壓模。但如果操作正確，微觸印刷可以做出細節小至 50奈米的圖案。另一種運用PDMS壓模來塑造圖案的軟蝕刻技術，稱為「毛 細作用微鑄模法」（micromolding in capillary）。先把壓模置於堅硬的表面，

然後讓液態聚合物藉著毛細作用流到壓模與表面間的空隙中，聚合物隨後

致複製圖案的小誤差，並使上下層已做好的圖案排列不整齊。即使是最微 小的扭曲或排列誤差，都會損壞多層奈米電子裝置。因此，軟蝕刻法不適 於製作需要精確堆疊的多層或三維結構。

(a) (b) (c)

圖1.2 軟蝕刻法中製備彈性壓模［2］

(a)把PMDS的液狀前驅物倒於以光蝕刻法或電子束蝕刻法做出的淺浮 雕主片上。(b)液體凝結微雨原來圖案相同的固體橡膠。(c)將PDMS壓模撥 離主片。

(a)

(b)

圖1.3 微觸印刷 ［2］

(a)將PDMS壓模沾上一種含有有機分子硫醇的溶液，然後壓在矽板的金薄 膜上。(b)硫醇會再金的表面行程自組單層分子膜，複製出壓模的圖案，圖 案裡的細節約五十奈米。［2］

(a)

(b)

圖1.4 毛細作用微鑄模法 ［2］

(a)將PDMS壓模置於堅硬的表面，然後讓一體聚合物流到壓模宇表面之間 的空隙。(b)聚合物會硬化成我門要的圖案,圖案細節可以小於十奈米。

(4) 由小做大法 一項商業化產品，而量子點公司（Quantum Dot Corporation）就正在發展，

要讓這些晶體成為生物標籤。研究人員能在蛋白質及核酸上標上量子點；

Christopher B. Murray及IBM華生研究中心的一個小組，正在探討怎樣利 用膠體，製作出超高密度的資料儲存媒介。IBM小組的膠體含有小到三奈

圖1.5 點筆蝕刻法示意圖［2］

原子力顯微鏡的金字塔型針尖包覆著硫醇分子薄膜，微粒的水滴會在 顯微鏡針尖和金的表面之間凝結。硫醇從針尖遷移到表面，然後形成自組 單層分子膜。