Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
Nachdem die Prozesskammer geschlossen wurde, wird der Druck in dem Zylinder
erhöht (rote Kennlinie), welcher der Stabilisierung der Kammerdichtigkeit dient. Die
Kammer wird also nun mit einem Druck von ca. 250 psi (17,5 bar) geschlossen
gehalten. Anschließend kann die Kammer zunächst abgepumpt werden, um die
Atmosphäre zwischen den Folien zu evakuieren. Dann folgt die Druckerhöhung in zwei
Schritten für den so genannten Pre-Imprint und Main-Imprint. In Abbildung 4.4 wurde
der Pre-Imprint-Druck auf 30 psi (2,1 bar) und der Main-Imprint-Druck auf 550 psi
(38,5 bar) eingestellt. Ein Pre-Imprint-Schritt gewinnt bei thermischen Druckverfahren
mehr an Bedeutung, da sich die Lackflusseigenschaften bei Temperaturerhöhung oft als
komplexer, aufgrund der Polymerbeschaffenheit, gestalten [34].
Nachdem sich der Druck in der Prozesskammer vollständig aufgebaut hat, wird dieser
eine definierte Zeit lang gehalten, bevor der UV-Lack durch die Belichtung gehärtet
wird. Somit kann der Lack zunächst fließen, um alle Kavitäten des Stempels vollständig
zu füllen. Nach der Belichtung wird die Kammer über ein Ventil kontrolliert geöffnet,
um den Prozessdruck von 550 psi abzubauen. Abschließend wird die Kammer durch
Reduktion des Zylinderdrucks vollständig geöffnet.
Der Temperaturverlauf während des UV-Imprints ergibt sich lediglich durch
Druckänderungen in der Kammer (T ~ p). Während der Belichtungszeit bleibt die
Temperatur konstant auf ca. 25°C (Raumtemperatur).
Die Druck- und vor allem die Temperaturverläufe während eines thermischen Imprints
unterscheiden sich in Details von denen des UV-Imprints, da hier andere, thermisch
bedingte Lackflusseigenschaften vorliegen. Da in dieser Arbeit der Fokus auf das UVbasierte
Drucken gerichtet wurde, wird auf die detaillierte Darstellung des thermischen
Imprints an dieser Stelle verzichtet.
4.1.2 Die Ionenstrahl-Anlage
Die verwendete Ionenstrahl-Anlage trägt die Typenbezeichnung Ionfab300plus der
Firma Oxford Instruments. Es können bei dieser Anlage diverse Gase (Ar, O 2 , CF 4 ,
CHF 3 , SF 6 ) für verschiedene Ätzprozesse eingesetzt werden. Der prinzipielle Aufbau
der RIBE-Anlage ist in Abbildung 4.5 dargestellt.
In der Prozesskammer, die durch Turbopumpen auf ~ 2 · 10 -6 mbar evakuiert wird,
befindet sich der Probenhalter, auf dem der zu strukturierende Wafer festgeklemmt
wird. Dieser Halter kann sowohl um Winkel von 0° bis 90° relativ zur Ionenquelle
verkippt als auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bis zu 20 rpm rotiert
werden. Durch die Rotation des Wafers werden homogene Ätzverhältnisse bei
Verkippung des Halters erzielt. Außerhalb liegend, aber mit der Prozesskammer
verbunden, ist die Plasma-Quelle. Sie besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten:
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