Nanoimprintlitography
Наноимпринтлитография – это перспективная технология, используемая в микроэлектронике для создания образов (рисунков) путем их переноса с шаблона (штампа) на подложку. По данной технологии могут получаться рисунки с минимальными размерами около 100 нм. Технология эта стремительно развивается, и уже появились структуры с размерами менее 10 нм. Разрешение в основном ограничено лишь размерами шаблонов. Пока наноимпринтлитография применяется в узкой области, в массовом производстве ее использовать еще не начали.
Что же такое наноимпринтлитография? Основана эта технология на том, что шаблон (штамп) опускают в мягкий слой тонкой пленки мономера или полимера, общее название их фоторезист, (например, метакрилат), нанесенного на подложку; обязательным свойством такого фоторезиста является способность к отверждению под действием тепла или света (УФ) с сохранением формы отпечатанного рисунка. Наноимпринтлитография является альтернативой фотолитографии.
На настоящее время разработано 2 варианта выполнения наноимпринтлитографии: это горячее тиснение (отверждение под действием температуры и давления) и холодное тиснение (облучение УФ).
В процессе горячего тиснения для создания структуры применяют высокое давление и температуру (см. Рис.1 Процесс горячего тиснения). Штамп с рисунком под давлением опускают в тонкий слой полимера, уже нанесенного на подложку и нагретого свыше своей температуры стеклования. В слое полимера остается рисунок штампа, после этого температуру штампа понижают, а штамп вынимают из полимера. На подложке в слое фоторезиста остается рисунок. Дальше процесс повторяется снова. Каждый раз перед тем как опустить штамп в слой полимера, необходимо совместить реперные точки на подложке с реперными точками штампа.
.jpg) |
Рисунок 1. Процесс горячего тиснения.
При холодном тиснении полимер необходимо наносить каждый раз перед тем, как опустить в него штамп (см. Рис.2 Процесс холодного тиснения). Затем (не вынимая штампа) подвергнуть обработке УФ излучением и только после этого поднять штамп из получившегося рисунка. Нагревание в этой технологии не требуется, наносимый полимер обязательно должен быть жидким, а шаблон (штамп) должен быть прозрачным, в основном это кварц. Так же как и в методе горячего тиснения каждый раз выполняется стадия совмещения подложки и рисунка на штампе по имеющимся реперным точкам.
.jpg) |
Рисунок 2. Процесс холодного тиснения.
Наноимпринтлитография имеет ряд преимуществ перед другими технологиями создания рисунков. И в первую очередь стоит назвать простоту ее выполнения по сравнению с традиционной фотолитографией. Кроме этого, наноимпринтлитография не требует сложной оптики и источников большой энергии и позволяет работать с широким диапазоном фоторезистов. Наноимпринтлитография позволяет создавать трехмерные структуры.
На сегодняшний день основной проблемой в производстве наноструктур для микроэлектроники является их стоимость, т.к. область их применения расширяется с каждым днем. Наиболее актуальна эта технология в производстве МЕМСов, полупроводников и оптоэлектроники.
Один из ведущих производителей оборудования, применяемого в микроэлектронике, компания SET (Smart Equipment Technology) во Франции предлагает целый ряд установок для монтажа кристаллов и наноимпринтлитографии. Все оборудование компании SET отличает субмикронная постмонтажная точность, с его помощью стало возможным создание рисунков в пределах 20 нм на 200 мм пластинах, можно осуществлять любую технологию наноимпринтлитографии.
В модельный ряд машин компании SET входят установки, которые позволяют выполнять процессы наноимпринтлитографии – как горячее, так и холодное тиснение на одной платформе.
.jpg) |
Рисунок 3. FC150 установка монтажа с опцией наноимпринтлитографии.
Установка модели FC150 (см. Рис.3, FC150 установка монтажа с опцией наноимпринтлитографии), предназначенная и разработанная с учетом самых современных требований к процессу монтажа кристаллов и сборочному оборудованию. Одной из главных особенностей данной установки является наличие опции наноимпринтлитографии, причем установка позволяет выполнять горячее и холодное тиснения. При этом возможность монтажа кристаллов в установке не теряется. Для выполнения горячего тиснения установка FC150 снабжается прессом (существует две разновидности: усилие до 50 кг и до 200 кг) и нагреваемым держателем подложки. Для холодного тиснения требуется УФ-модуль (матрица из 16 светодиодов) (см. Рис.4, УФ-модуль). При печати диапазон усилия меняется от 5 Н до 100Н.
.jpg) |
Рисунок 4. Рисунок УФ-модуль.
Установка FC300 (см. Рис.5, FC300 установка монтажа с опцией наноимпринтлитографии) это новое поколение высокоточных установок монтажа компонентов, в том числе и кристаллов, с большим усилием монтажа, установка также может оснащаться опцией для наноимпринтлитографии. Эта машина также способна выполнять горячее и холодное тиснения. Разрешение создания рисунков до 20 нм, глубина штамповки до 250 нм.
.jpg) |
Рисунок 5. FC300 установка монтажа с опцией наноимпринтлитографии.
Наноимпринтлитография это простой процесс создания рисунка, на который не влияет рассеивание, искажение или вторичные электроны, для его выполнения не требуется опасных химических веществ. Именно этот способ создания рисунков с размерами менее 30 нм стал доступен для широкого применения.
