Verbesserungen in der Nano-Prägelithografie

Eine Verbesserung der Antihafteigenschaften der Stempel sowie die Entwicklung innovativer Konzepte für die Abhebephase der Nanostruktur machen die Technik der Nano-Prägelithografie zu den attraktivsten Verfahren zur Implementierung von Anwendungen für die Produktion von Nanoschaltungen.

Noch vor wenigen Jahren bestand das größte Hindernis für die Entwicklung von Nanostrukturen darin, dass keine Fertigungtechnologie zur Verfügung stand, mit der ein hoher Durchsatz und niedrige Produktionskosten realisierbar waren. Erst die Nano-Prägelithografie (Nano Imprint Lithography, NIL) erwies sich als eine effektive Lösung für dieses Problem. Beim NIL-Verfahren wird die Form eines bestimmten Musters mit einem Stempel auf eine Polymeroberfläche übertragen. Der Abdruck wird anschließend erwärmt, so dass der Rest des Polymers im komprimierten Bereich entnommen werden kann. Schließlich erfolgt die Metallisierung des Abdrucks, wobei die gewünschte Nanostruktur entsteht, die nun abgehoben werden kann.

Im Projekt CHANIL geht es um die NIL-Technologie und insbesondere um Konzepte, mit denen sich zwei Aspekte verbessern lassen, die für die praktische NIL-Anwendungen von entscheidender Bedeutung sind, nämlich das Entfernen des Stempels und das Abheben der Struktur. Im Rahmen des Projekts wurde ein Trockenchemie-Verfahren für die Antihaftbehandlung von Lithografiestempeln entwickelt, die aus Nickel oder Silizium hergestellt werden. Die Grenzfläche zwischen Stempel und Polymer weist nach der Behandlung ausgezeichnete Antihafteigenschaften auf. So ist gewährleistet, dass keine Polymerteile am Stempel kleben bleiben und die Form der Struktur verändern – nicht einmal nach mehreren Stempelvorgängen. Hinsichtlich der Abhebephase wurde eine neue Technik zur Anwendung gebracht.

Diese Technik basiert einerseits auf exakten Einstellungen der Temperatur und Zeit, die so vorgenommen werden, dass das Fließverhalten der Restschicht optimiert wird, und andererseits auf der Verwendung eines verdünnten Lösungsmittels zu deren abschließender Entfernung. Diese beiden Innovationen verleihen nicht nur der NIL-Technologie mehr Effizienz, sondern – und das ist vielleicht das Wichtigste – ermöglichen auch die Produktion noch kleinerer Nanostrukturen.

Kontakt:

Prof. Lars Montelius
Head of Exploratory Nanotechnology
Lund University
Box 118, 221 00 Lund, Schweden
Tel: +46-46-2224125
Fax: +46-46-2223637
Email: lars.montelius@ftf.lth.se