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Control of Parameters Influencing the Thermal Imprint of Parylene/Silicon

机译：影响聚对二甲苯/硅热压印的参数控制

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The study aims to investigate the possible defects that may occur during imprinting of poly(chloro-ρ-xylylene) (parylene-C) film (thermal oxidation, delamination, thermal cracking and insufficient filling at the periphery) and to overcome them by modifying the process conditions and mold design. X-ray diffraction (XRD) analyses results for the parylene-C films indicated that higher deposition pressure leads to a lower crystallinity of parylene-C film. By tuning the process conditions and mold design, patterned fields (composed of arrays of 25-um-high, 10-μm-wide and l-mm-long lines with 10 μrn spacing) in 0.4-mm-thick and 20-mm-sized nickel molds could be successfully replicated on 60-μm-thick parylene-C films deposited at both 25 and 45 mTorr. Complete filling over the whole imprint area could be achieved at < 270℃ with the press force at 2 kN and the press hold time of 900 s with the aid of an implemented dummy pattern. Both thermal cracking and delamination could be avoided, even at 270℃, under the established process conditions and mold design with the help of an adhesion promotion treatment of silicon substrates (SF_6 plasma etching for 2 min and spin-coating of KBM-503-based solution). Furthermore, the molds used for paryelne imprinting could be cleaned by dipping in chloronaphthalene solution at > 175 ℃, followed by an oxygen plasma etching.
机译：这项研究旨在研究在聚氯乙烯-对二甲苯（聚对二甲苯-C）膜的压印过程中可能发生的缺陷（热氧化，分层，热裂纹和周边填充不足），并通过修改涂层来克服它们。工艺条件和模具设计。对聚对二甲苯-C膜的X射线衍射（XRD）分析结果表明，较高的沉积压力导致聚对二甲苯-C膜的结晶度较低。通过调整工艺条件和模具设计，在0.4mm厚和20mm-厚的图案区域（由25um高，10μm宽和lmm长的线，间距为10μm的阵列组成）尺寸的镍模可以成功地复制到在25和45 mTorr沉积的60μm厚的Parylene-C薄膜上。借助实施的虚拟图案，在<270℃的条件下，以2 kN的压力和900 s的保持时间，可以在≤270℃的范围内完成整个填充。在既定的工艺条件和模具设计下，借助于硅衬底的增粘处理（SF_6等离子蚀刻2分钟和KBM-503型KB的旋涂），即使在270℃时，也可以避免热裂纹和分层解）。此外，可以通过浸入> 175℃的氯萘溶液中，然后进行氧等离子体蚀刻来清洁用于对位烷压印的模具。

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