Entwicklung eines neuen UV-härtbaren Resists für die ultraschnelle Nanoimprint-Lithografie in der industriellen Fertigung

Projektnummer

EP100008
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

Projektlaufzeit

01.07.2010 – 31.12.2012

Projektziele

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines neuen innovativen UV-härtbaren Nanoimprint-Resists für den Einsatz in der industriellen Massenproduktion. In den letzten Jahren hat sich sehr deutlich herauskristallisiert, dass der ultraschnellen Prozessierbarkeit in der UV-gestützten Nanoimprint-Lithografie (UV-NIL) größte Wichtigkeit im Hinblick auf die Einführung dieser Technik in der industriellen Massenfabrikation zukommt. Die wichtigsten Entscheidungsparameter sind dabei die Kosteneffizienz des Nanoimprint-Prozesses im Vergleich zu anderen zukunftsfähigen Nanostrukturierungsmethoden wie Elektronenstrahl- oder Extrem-UV-Lithografie. Bislang sind noch keine Resistformulierungen entwickelt worden, welche das gesamte Spektrum der unterschiedlichen Anforderungen abdecken. Das ist jedoch für eine erfolgreiche industrielle Anwendung zwingend erforderlich. Daher ist die zentrale Innovation dieses Projektvorhabens, gänzlich neue, maßgeschneiderte UV-NIL-Resiste zu entwickeln, die dem gesamten Anforderungskatalog von industriellen UV-NIL-Prozessen umfassend gerecht werden.

Bislang wurden UV-härtbare Materialien meist durch Schleuderbeschichtung („Spin coating“) oder durch die Auftragung großer makroskopischer Tropfen auf ein Substrat (Eintropfendosierung) aufgebracht. Diese etablierten Methoden stoßen jedoch bei vielen Anwendungen an ihre Grenzen, da mit ihnen die Basisanforderungen einer einheitlichen Restschichtdicke nach  Prägung und Härtung des Resists sowie die selektive Beschichtung von lateral definierten Bereichen auf dem Substrat nicht ausreichend erfüllt werden.

Projektnutzen

Das strategische Ziel des Projekts UltraNIL lag in der umfassenden Bewertung der Nanoimprint-Technologie als alternative Nanostrukturierungsmethode im Vergleich zu anderen Technologien der nächsten Generation wie Immersionslithografie und Extrem-UV-Lithografie. Das Hauptergebnis des Projekts für die micro resist technology GmbH ist die Entwicklung eines neuen UV-NIL-Materials mit verbesserten Prägeeigenschaften, das kompatibel mit der Tintenstrahldispergierung ist. Die Anpassung der Rheologie von UV‑härtbaren Materialien ohne einen Verzicht auf die guten Prägeeigenschaften war der Schwerpunkt der Entwicklungsarbeiten. So garantieren die neuentwickelten Materialien

 

  • eine einfache und vor allem schnelle Verarbeitung des UV-härtbaren Resists (Taktzeiten unter 10 Sekunden),
  • eine sehr leichte Stempeltrennung, die auch defektfrei mit Nanoimprintstempeln ohne die sonst übliche Antihaftschicht funktioniert,
  • eine inhärent sauberere Prozessierung (nur ein paar Sekunden Zeit zwischen der Auftragung und dem Nanoimprinten),
  • dass mit der Tintenstrahldispensierung Substrate mit beliebiger Struktur bzw. mit Topographie beschichtet werden, was bei der Fabrikation mittels Stempel mit    Micro- und Nanostrukturen einen großen Einfluss auf die Homogenität der Restschichtdicke hat, und
  • präzise Dosierung des Materials (Beschichtung der Vorder- und Rückseite eines Wafers mittels Aufschleudern ist mit ca. 1 ml Resist möglich. Mittels    Tintenstrahldispensierung der gleichen Menge können ca. 5000 Wafer beschichtet werden.)

 

Die Technologiebewertung neuer Materialien erfolgt mit führenden europäischen und internationalen Kunden und Nanoimprint-Anwendern.