1. Was ist ein Hybridpolymer (ORMOCER®)?

Hybridpolymere bestehen aus organischen und anorganischen Strukturelementen. Dadurch werden dieser Materialklasse viele positive Eigenschaften zuteil, welche die Hybridpolymere besonders geeignet für Herstellung permanenter mikro- und nanooptischer Komponenten machen. Neben einer hervorragenden optischen Transparenz und einem nicht-vergilbenden Verhalten, zählen hierzu auch eine hohe thermische und chemische Stabilität sowie exzellente mechanische Eigenschaften.

Unsere Hybridpolymer-Produkte sind abgeleitet von den sogenannten ORMOCER®en (Organically Modified Ceramics), die ursprünglich vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) entwickelt wurden. ORMOCER® ist ein Markenzeichen der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. München.

2. Gibt es für jedes Hybridpolymer-Produkt Verarbeitungshinweise?

Jedes Hybridpolymer-Produkt verfügt über eigene Verarbeitungshinweise, die der Kunde mit der Lieferung des Produkts erhält.

Falls Sie vorher nähere Informationen zur Verarbeitung benötigen, wenden Sie sich bitte an den Produktmanager oder nutzen Sie unser Kontaktformular.

3. Wie hoch sind die Tg-Werte (Glasübergangstemperaturen) für die Hybridpolymere?

Hybridpolymer-Produkte bilden während der UV-Aushärtung ein stabiles dreidimensionales Polymernetzwerk, so dass bei vollständig ausgehärteten Hybridpolymeren kein Glasübergang auftritt. Hybridpolymere sind Duromere.

4. Kann man Lösungen für niedrigere Schichtdicken bekommen?

Neben den Standard-Hybridpolymeren (siehe Produkttabellen) bietet die micro resist technology GmbH auf Anfrage auch Lösungen als Sonderanfertigungen an, die auf niedrigere Schichtdicken (Minimum bis 100 nm) eingestellt sind.

5. Bieten Sie Verdünner für die Hybridpolymere-Polymere an?

Falls Sie ein Hybridpolymer-Produkt selbst verdünnen wollen, um dünnere Schichten aufzuschleudern oder eine niedrigere Viskosität zu erlangen, bieten wir folgende Lösungsmittelsysteme an:

  • OrmoThin - Verdünnung für d > 0.5 μm (produktabhängig) *
  • ma-T 1050 - Verdünnung für d < 0.5 μm (produktabhängig) *

* Details zu Verdünnungsverhältnissen finden Sie in unseren Hybridpolymer-Verarbeitungshinweisen.

6. Ist es möglich die Haftung der Hybridpolymere auf Substraten wie Glas, Quarz oder Silizium zu verbessern?

Um die Haftung der Hybridpolymere auf Silizium oder Glas während der UV-Abformung bzw. während des UV-Imprints zu gewährleisten, ist es ratsam einen Haftvermittler auf das Substrat zu applizieren.
Wir empfehlen den speziell hierfür entwickelten Haftvermittler OrmoPrime®08. Detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte den Verarbeitungshinweisen.

7.  Muss eine Anti-Haftschicht auf den Stempel oder der Maske aufgebracht werden?

Wir empfehlen in allen Fällen eine Trennschicht auf dem Stempel oder der Maske aufzubringen, um einen Kontrast in der Haftung zwischen Stempel/Maske und Substrat zu erzeugen. Es ist ratsam auch im Falle einer Abstandsbelichtung die Maske vorzubehandeln. Die gebildete Trennschicht („anti-sticking layer“, ASL) verhindert Defekte, die durch das Haften des Hybridpolymers am Stempel/Maske entstehen könnten. Das meist verwendete Trennmittel für Silizium und Siliziumdioxid ist “F13-TCS” (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-trichlorosilan, CAS-Nummer [78560-45-9], bei vielen Chemikalienhändlern erhältlich).

Die Verarbeitung von F13-TCS für Si- und SiO2-Stempel ist beschrieben in: S. Park, “Anti-adhesive layers on nickel stamps for nanoimprint lithography“, Microel. Eng. 73-74 (2004), 196-201; H. Schift et al., „Controlled co-evaporation of silanes for nanoimprint stamps“, Nanotechnology 16 (2005), 171-175.

8. Kann man die Hybridpolymere auch thermisch aushärten? Wofür sind die jeweiligen Heizschritte?

Die Hybridpolymere sind lediglich mittels UV-Licht aushärtbar.

Die empfohlenen Heizschritte erfüllen andere Zwecke:

  • Der Prebake-Schritt dient der Entfernung möglicher Lufteinschlüsse, zur besseren Planarisierung der Hybridpolymerschicht nach dem Auftragen und zur Verbesserung der Haftung. Der Prebake ist notwendig bei lösungsmittelverdünnten Hybridpolymeren. Achtung: Die Polymerschicht härtet während des Prebakes nicht und ist danach noch zähviskos!
  • Der empfohlene Post-Exposure-Bake und der anschließende Hardbake-Schritt nach der Aushärtung des Hybridpolymers dienen der Erhöhung der Haftung zum Substrat und zur Erhöhung der thermischen Stabilität.

9. Wie kann ich das ausgehärtete Hybridpolymer entfernen?

Hybridpolymer-Produkte bilden während der UV-Aushärtung ein stabiles dreidimensionales Polymernetzwerk, so dass zur Entfernung der ausgehärteten Hybridpolymere drastische Bedingungen notwendig sind. Mit dem Lösungsmittel PGMEA, NMP-basierten Lösungsmitteln oder NMP-freie Alternativen in einem Ultraschallbad bei erhöhten Temperaturen (40-60 °C) für mehrere Stunden lässt sich ein „Peel-off“ erzielen. Dies ist auch mit heißer Piranha-Säure möglich. Alternativ lassen sich die Hybridpolymere mittels O2/ CHF3 Plasma entfernen. Jedoch ist zu beachten, dass kein reines Sauerstoff-Plasma verwendet wird, da sich sonst poröses SiO2 bildet.

10. Wobei handelt es sich um die sogenannte „Inhibierungsschicht“? Welche Hybridpolymere bilden eine solche Schicht aus?

OrmoClear®, OrmoCore und OrmoClad bilden wie auch viele andere Acrylat-basierte Polymere eine sogenannte Inhibierungsschicht aus, wenn sie unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre belichtet werden (z.B. während der Maskenlithographie oder einer Flutbelichtung). Diese beruht auf einem teilweisen Polymerisationsabbruch mit Sauerstoff, der zu einer ca. 5-15 µm dicken Schicht unausgehärtetem Material an der Oberfläche führt, der sogenannten Inhibierungsschicht. Diese Schicht lässt sich nicht aushärten und muss in einem extra Schritt wegentwickelt werden (z.B. mit OrmoDev). OrmoComp® und OrmoStamp® sind jedoch sauerstoffunempfindlich und bilden daher keine Inhibierungsschicht aus.

Bei der Verwendung von Hartstempeln während der UV-Abformung oder des (Nano)Imprintens (z.B. Si-, SiO2-, Ni-molds) kommt es durch den Ausschluss von Sauerstoff nicht zur Ausbildung einer Inhibierungsschicht. Bei PDMS als Stempelmaterial wird jedoch eine Inhibierungsschicht gebildet (PDMS verhält sich wie ein “Sauerstoff-Schwamm”).