Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Untersuchung der UV-Nanoimprint-Lithografie als Strukturierungsverfahren für elektronische Bauelemente

Investigation of the UV nanoimprint lithography as patterning technique for electron devices
 
: Schmitt, H.

:
Fulltext urn:nbn:de:bvb:29-opus-11986 (3.6 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: c06cf679e9eb4b6ef86f24e75dea0f77
Created on: 23.1.2009


Erlangen, 2008, 135 pp.
Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2008
German
Dissertation, Electronic Publication
Fraunhofer IISB ()
Quarzprägeform; UV Polymer; Antihaftschicht; UV-Nanoimprint-Lithografie; Restlackdicke

Abstract
Lithografieverfahren werden in vielen Arbeitsgebieten eingesetzt, um eine Oberfläche zu strukturieren. Im Bereich der Halbleitertechnik kommen für die lithografische Strukturierung zumeist optische Verfahren zum Einsatz, an die auf Grund der Miniaturisierung elektronischer Bauelemente immer höhere Anforderungen gestellt werden. Daher kosten moderne Belichtungsanlagen (Stepper) mittlerweile bis zu 20 Millionen, weshalb diese nur im industriellen Maßstab für hohe Durchsätze und Stückzahlen rentabel sind. Da die Stepper zusätzlich die zukünftigen Anforderungen bzgl. des Auflösungsvermögens wahrscheinlich nicht mehr erreichen werden, ist man in der Forschung und Industrie auf der Suche nach Alternativverfahren zur Nanostrukturierung. Zu diesen zählen neben der EUV- und Elektronenstrahl-L ithografie die UV-Nanoimprint-Lithografie (UV-NIL), deren Potential als kostengünstiges Nanostrukturierungsverfahren für elektronische Bauelemente im Rahmen der Arbeit untersucht wurde. Bei der UV-Nanoimprint-Lithografie wird das Auflösungsvermögen maßgeblich durch eine Prägeform bestimmt, deren Relief im optimalen Fall 1:1 in einen Prägelack übertragen wird. Aus diesem Grund wurde der Herstellungsprozesses von Quarzprägeformen optimiert sowie ein neues Konzept entwickelt und umgesetzt, bei dem die Gesamtherstellungskosten von Prägeformen im Vergleich zum etablierten Konzept um eine Größenordnung geringer sind. Um nach einem Prägevorgang eine defektfreie Trennung zwischen ausgehärtetem Prägelack und Prägeform zu erreichen, wurde die Haftung zwischen Prägelacken und verschiedenen Oberfläc hen (Substrat und Prägeform) optimiert. Dazu wurde die Prägeformoberfläche im Rahmen der Arbeit mit verschiedenen Antihaftschichten modifiziert und mit einer optimalen Kombination aus Antihaftschicht und Prägelack wurden 500 Prägungen ohne Degradation der Antihaftschicht durchgeführt. Entscheidend bei der Haftungsoptimierung waren auch die Entwicklung einer neuen Auswertemethode zur Bestimmung der Oberflächenspannung von Prägelacken und die Untersuchung der Benetzung von Oberflächen durch Prägelacke. Auf Grund der Erkenntnisse der Arbeit wurde für die Lackaufbringung die Imprintanlage mit einem Ink-Jet-System (vorher Eintropfendosierer) erweitert und somit die beim Prägeprozess unvermeidbare Restlackschichtdicke um eine Größenordnung auf 31 nm reduziert. Dies war die Vorraussetzung, um n achfolgende maßgetreue Substratätzprozesse zu entwickeln. Schließlich wurde durch die Strukturierung von Poly-Si Gatefingern mittels UV-NIL und reaktivem Ionenätzen im Rahmen eines n-Kurzkanal MOSFET Prozesses sowie der anschließenden Charakterisierung der Transistoren das Potential der UV-NIL als ein kostengünstiges Nanostrukturierungsverfahren für elektronische Bauelemente demonstriert.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-87409.html