Nanoprägelithografie

Die Nanoprägelithografie ( englisch Nanoimprint – Lithographie , kurz NIL) ist ein Nanolithografie -Verfahren zum Kostengünstig herstellen von Nanostruktur Profilierung mittels Eines nanostrukturierten Stempels . Als PositivWerden Hauf Monomere oder Polymer used, sterben nach DM Prager aushärten Müssen. Anwendung fand die Nanoprägelithographie bei der Herstellung elektronischer und optoelektronischer Bauteile.

Geschichte

Die Technik der Nanoprägelithografie Würde Anfang der 1990er Jahre von der Gruppe um Walter Bacher am Institut für Mikrostruktur Technik des Forschungszentrum Karlsruhe erfunden [1] und Könnte BEREITS zu diesem zeitpunkt zur herstellung von Nanostruktur used Werden. Seitdem Ist Die Technik gegenstand der current Forschung und ist nach der International Technology Roadmap for Semiconductors ab 2014 für sterben Chipfertigung in 20 nm Vorgesehen [2] [3] . Technology Review listet die Nanoprägelithographie 2003 als „eine der weltweit führenden Technologien auf, die den Weg gewandelt haben“. [4]Seit 2006 gibt es einen Nanometer- Bereich [5] , d.H. Weniger als ein Nanometer.

Herstellungsprozesse

Nanoimprint

Zur herstellung von Nanoprofilierung mittels Nanoprägelithografie benötigt man ein Positiv, meist ein Monomer oder Polymer, Eulen EINEN nanostrukturierten Stamp. Wo Stempel selbst Kann Durch wiederum Nanolithographie oder Atzen produziert Werden. Das Positive Wird auf ein Substrat aufgebracht und anschließend über Düsentemperatur Jan Glass Über Gangs erhitzt, d. H., es wird Fluss, Bevor auf den Stempel eindrückt. Um ein kontrollierbares (und kurzzeit) zu Motivation und andere Mentalität Aufheizen, Werden Hauf Laser oder UV-Licht eingesetzt, war insbesondere bei der herstellung in mehreren Prozessschritten nötig ist, da ansonsten das Negative ebenfalls wieder schmilzt. [4]

Auf Grund der viskosität Dezember positiv beim erhitzen Werden sterben Zwischenräume des Stempels Vollständig DAMIT ausgefüllt. Nach dem Abnehmen wird der Stempel wieder entfernt. Das bedeutet, dass die Adhaision positiv und Stemple ein wichtiger Parameter ist (neben Temperatur und Eindrudruck). [6] An der Universität Kassel Wurde ein Elle Verfahren Entwickelt, bei ihnen Stempel mit Einer monomolekularen Beschichtung überzogen Werden sterben, so that sie sich leichter vom Werkstoff ablösen lassen. [5]

Fällt das geprägte Tiefenprofil ins Substrat oder sterben Eigentlich SCHICHT übertragen Werden soll, Durcheinander das Positive vorher weggeätzt Werden (SCHRITT 4 in nebenstehender Abbildung).

Bei der Nanoprägelithografie mit UV-Licht lestst du mit anpressdrücken, auch der Prozess bei Raumtemperatur findet statt. [7]

Stempel

Die Strukturierung der Stempel für Lithografie kann wieder mit Nanoimprint erstellt werden, aber mit und ohne Nanolitgraphieverfahren. Als Materialien können Sie Glass oder Light Transparent Kunststoffe Anwendung finden. Auf Grund der Gering Strukturgrößen des Stempels Kann zu D flat Qualitätskontrolle kein Raster – Kraft – Mikroskop used Werden, da auf Grund der Größe , wo Messspitze Bildgrößen nicht korrekt wiedergegeben Werden sterben. Stattdessen Kann der Stempel mit Einem Raster – Elektronen – Mikroskop untersucht Werden, war allerdings Eine elektrisch trauriges Ende Beschichtung (z. B. Indiumzinnoxid ) des Stempels Necessesary.

Anwendungen

Die Nanoprägelithografie Wird zur herstellung von zwei- und drei Dimension Ellen Organischen oder Halbleiter-Nanostruktur [8] für sterben Optik, Elektronik, Photonik Eulen Biologie used. Anwendungen in der Optik und Photonik sind optische Filter , Polarisatoren , Microspiegelarrays [8] , Nichte reflektierende Strukturen oder photonische Schaltkreise . Quantendrähte und-punkta [9] sind für optische Halbleiterelemente wie Laser von Dioden von Interesse. Ebenso Schweißen sich elektronische Schaltkreise wie MOSFETs , organische TFTs oder EinzelelektronenspeicherKostengünstig und Einfacher als mit Technik Wie Elektronenstrahl- oder EUV-Lithografie Realisiert. [4] In der Biologie sind Nanostrukturen interessant für den Transport von Flüssigkeiten oder das Trennen von Biomolekülen.

Vor- und Nachteile

Nanoimprint kann zum kostengünstigen Wiederherstellen von Nanostrukturen, z. B. Integrierte Schaltkreise in Silizium-Technik [7] , mit einer Auflösung unter der Beugungsgrenze von Licht verwittende. Auch sterben herstellung von Mehrschichtstrukturen ( Multi-Layer ) ist mit of this Technik Möglich [9] .

Beim Herstellungsprozess ist die Temperatur- und Druckbeständigkeit der verwendeten Materialien zu vernachlässigen.

Weblinks

  • NanoImprint Konsortium Hessen
  • Animierte Darstellung des Nanoimprint-Prozesses

Einzelstunden

  1. Hochspringen↑ A. Michel, R. Ruprecht, M. Harmening, W. Bacher: Abformung von Mikrostrukturen auf Prozessierten Wafern. KfK-Mitteilung 5171, 1993 (Zugleich, Dissertation von A. Michel, Universität Karlsruhe, Institut für Mikrostrukturtechnik 1992).
  2. Hochspringen↑ Kurzbeschreibung „NanoImprint-Technologie“
  3. Hochspringen↑ Internationale Technologie-Roadmap für Halbleiter 2009: Lithografie (PDF; 301 KB)
  4. ↑ Hochspringen nach:a 10 Neue Technologien, die die Welt verändern werden . Technology Review, Februar 2003, Seite 8.
  5. ↑ Hochspringen nach:a b Hessen Nanotech News 2/2008
  6. Hochspringen↑ Sergiy Zankovych, Nanoimprint-Lithografie als alternative Herstellungstechnik: hin zu Anwendungen in der Optik . Bergische Universität Wuppertal, 2004, Doktorarbeit , urn : nbn: de: hbz: 468-20040385 .
  7. ↑ Hochsprung nach:a b D. J. Resnick ua: Aufdrucklithographie für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen . In: Journal of Vacuum Science & Technology B: Mikroelektronik und Nanometerstrukturen . Band 21, Nein. 6, 2003, S. 2624-2631, doi : 10.1116 / 1.1618238 .
  8. ↑ Hochspringen nach:a b Höchstauflösende 3D NanoImprint Stamp und NanoImprint-Technologie
  9. ↑ Hochspringen nach:a b Stephen Y. Chou, Peter R. Krauss, Preston J. Renström: Nanoimprint-Lithographie . In: Journal of Vacuum Science Technologie B: Mikroelektronik und Nanometerstrukturen . Band 14, Nein. 6, November 1996, S. 4129-4133, doi : 10.1116 / 1.588605 .

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