Thermische Nanoimprint Lithographie (T-NIL)

Die thermische Nanoimprint-Lithographie nutzt die Charakteristik von unvernetzten thermoplastischen Polymeren, die bei einer definierten Temperatur erweichen, dann plastisch formbar sind und beim Abkühlen wieder erstarren.

Bei der thermischen NIL wird zunächst ein dünner NIL-Resistfilm auf einem Substrat abgeschieden. Dies erfolgt beispielsweise durch herkömmliche Schleuderbeschichtung. Da die Initialschichtdicke eines solchen T-NIL-Resists durch die Konzentration des Thermoplasten in einem organischen Lösungsmittel eingestellt wird, muss dieses Lösemittel nach der Schleuderbeschichtung meist durch einen Ausheizschritt ausgetrieben werden. Anschließend wird ein nanostrukturierter Stempel bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur in den thermoplastischen NIL-Resist gedrückt. Dies geschieht üblicherweise bei Temperaturen, die etwa 60-80 K über der eigentlichen Glasübergangsstufe (Tg) des Polymeren liegen. Bei diesen Temperaturen wird der T-NIL-Resist fließfähig und kann so in die Nanostrukturen im Stempel gedrückt werden. Nach dem vollständigen Füllen der Stempelkavitäten erfolgt die Abkühlung des NIL-Resistes unter dessen Glasübergangstemperatur, wodurch dieser wieder in seine feste Form zurückkehrt. Als letzter Prozessschritt erfolgt die Entformung des Stempels und es wird ein negatives Bild der Stempelarchitektur auf dem Substrat erhalten. In einem nachgelagerten Prozess erfolgt meist die Übertragung der so erhaltenen Strukturen mittels Plasmaätzen bzw. reaktivem Ionenätzen in das Substrat.

Da die klassischen Resiste für thermische NIL nicht reaktiv sind, bestehen die thermoplastischen Eigenschaften auch nach dem Imprinten. Entsprechend führt jegliche thermische Behandlung über der Glasstufe des Polymeren zu einer erneuten Erweichung und damit zu einem Zerfließen der Nanostrukturen.

Sind für die jeweilige Endanwendung thermisch stabile Strukturen notwendig, dann sollten alternative Materialstrategien oder Technologien berücksichtigt werden (mr-I 9000M, mr-NIL 6000E, photo-NIL, UV-NIL). Für einen technischen Support und bei der Hilfe zur Auswahl des passenden Resists stehen wir Ihnen gern zur Verfügung.

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mr-I 7000R Serie
mr-I 8000R Serie
SIPOL Serie
mr-I T85 Serie
mr-I 9000M Serie
mr-I PMMA35k Serie