"Hybrid organic–inorganic sol–gel materials for micro and nanofabrication" G. Brusatin, G. Della Giustina. Journal of Sol-Gel Science and Technology. IN PRESS. doi: 10.1007/s10971-011-2562-0
In this review hybrid organic–inorganic (HOI) resists as emerging materials alternative to organic polymers for micro and nanolithography are presented and discussed. In particular, results on sol–gel materials belonging to 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane based HOI are presented and reviewed, highlighting as various lithographic techniques can be used to pattern their surface and showing examples of micro- and nano-patterned structures achieved with radiation assisted lithography (UV, X-rays and electron beam) or imprint techniques. It will be demonstrated the particular versatility shown by some of these materials, that in some case can be processed with all the lithographic methods herein considered, without any significant modification of their main composition and synthesis procedure. Moreover, results about the investigation of interaction between radiation and HOI materials and thermal treatment will be discussed, as well as possible synthesis strategies and composition modification developed in order to improve efficiency of curing, tailor HOI properties to specific needs (optical properties, resist composition, mechanical stability, etc.) and explore innovative and non conventional patterning techniques. The reported results highlight as these novel materials, thanks to their solution processability and higher performances respect to commercial polymeric resists, allow to use the above mentioned lithographic techniques in a direct patterning process, strongly simplifying conventional technique and reducing their processing time and costs.
En esta revisión se presentan y se discuten las máscaras híbridas orgánico-inorgánicas (HOI) como materiales emergentes alternativos a los polímeros orgánicos para la micro y la nanolitografía. En particular, se presentan y se revisan los resultados correspondientes a las HOI hechas mediante el método sol-gel con 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, resaltando las distintas técnicas litográficas que pueden usarse para el grabado de patrones en su superficie, y mostrando ejemplos de micro y nanoestructuras logradas por medio de litografía asistida de radiación (UV, rayos X y haces de electrones) o por técnicas mecánicas. Se muestra la versatilidad de algunos de estos materiales, que en algunos casos pueden ser procesados usando todos los métodos litográficos aquí considerados, sin tener que alterar significativamente su composición principal ni su procedimiento de síntesis. Es más, se discuten los resultados acerca de la interacción entre la radiación y los materiales HOI y los tratamientos térmicos, así como también posibles estrategias de síntesis y de modificación de la composición desarrolladas con el obejtivo de mejorar la eficiencia del curado, inducir propiedades particulares en las HOI para necesidades específicas (propiedades ópticas, composición de las máscaras, estabilidad mecánica, etc.) y explorar técnicas de moldeo novedosas y no convencionales. Los resultados reportados resaltan a estos materiales novedosos, gracias a su procesabilidad y su alto desempeño respecto de las máscaras poliméricas comerciales, además permiten el uso de las técnicas litográficas ya mencionadas en procesos de moldeado directo, simplificando de manera importante las técnicas convencionales y reduciendo los costos y tiempos de procesado.
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