Funkcinių modelių, mažesnių už matomos šviesos bangos ilgį, štampavimas reikalauja tokio lygumo ir terminio stabilumo, kurio negali išlaikyti įprasti metalo šildymo etapai. Nanoimprinto litografijoje net nanometro mastelio išsiplėtimas ar deformacija gali iškreipti svarbias formos savybes. Astiklo keramikos šildymo plokštės nanoimprint litografijasistema užtikrina reikiamą matmenų stabilumą, derindama itin-mažo šiluminio plėtimosi medžiagas su tiksliai valdomomis šildymo architektūromis.
Itin-mažai besiplečiantis stiklas-keramika
Beveik{0}}nulinis matmenų pasikeitimas karštyje
Pažangios stiklo{0}}keraminės medžiagos, pvz., „Zerodur“ ir „Clearceram“, sukurtos specialiai tam, kad būtų užtikrintas ypatingas matmenų stabilumas. Ši ličio -aliumosilikatinio stiklo-keramika yra apdorojama, kad šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE) būtų artimas nuliui nustatytame veikimo diapazone.
Zerodur (Schott) šiluminio plėtimosi koeficientas paprastai yra:
CTE=0±0,007 × 10–6 /∘C\\mathrm{CTE}=0 \\pm 0,007 \\times 10^{-6} \\, /^{\\circ}\\mathrm{C}CTE=0±0,007 × 10–6/∘
Šis ypač mažas plėtimosi elgesys užtikrina, kad net kaitinant iki nanoimprinto proceso temperatūros, paprastai 100–200 laipsnių diapazone, matmenų poslinkis išlieka beveik nereikšmingas.
Plokštelė yra tvirtas blokas, beveik{0}}tobulas šiluminis ramumas, išlaikantis geometriją net esant šiluminiam ciklui.
Vaidmuo nanoimprinto litografijoje
Sub{0}}mikrono modelio tikslumo išsaugojimas
Nanoimprinto litografija remiasi mechaniškai raštuotos formos presavimu į atsparų sluoksnį ant silicio plokštelės. Bet koks terminis iškraipymas formos palaikymo stadijoje tiesiogiai virsta modelio nesutapimu arba elementų deformacija.
Stiklo{0}}keramikinės šildymo plokštės suteikia:
Išskirtinis paviršiaus lygumas (šviesos bangos ilgio dalis)
Minimali šiluminė deformacija šildymo ciklų metu
Stabili mechaninė atspaudų formų atrama
Vienodas šilumos pasiskirstymas plokštelių{0}}paviršiuose
Šis stabilumas yra būtinas norint išlaikyti sub{0}}mikronų ir nanometrų-skalės tikslumą.
Šildymo integravimo metodai
Įterptosios šilumos valdymo sistemos
Nors pagrindinė medžiaga iš prigimties yra termiškai stabili, atspaudų apdorojimui vis tiek turi būti taikomas kontroliuojamas kaitinimas.
Įprasti šildymo būdai yra šie:
Plonos{0}}plėvelės varžos šildytuvai, integruoti į keraminį paviršių
Suklijuotos metalinės galinės{0}}plokštės su kasetiniais šildytuvais
Kelių{0}}zonų šildymo masyvai vienodai temperatūrai valdyti
Šios sistemos skirtos užtikrinti:
Homogeniškas temperatūros pasiskirstymas
Maži terminiai gradientai visoje plokštelėje
Minimalus mechaninis iškraipymas šildymo ciklų metu
Tikslaus kaitinimo ir itin{0}}stabilios substrato medžiagos derinys leidžia pakartotinai replikuoti nanostruktūras.
Optinis{0}}paviršiaus lygumas
Labai svarbus plokštelių kontaktų vienodumui
Stiklo{0}}keramines kaitinimo plokštes galima poliruoti iki itin aukštų plokštumo reikalavimų, dažnai artėjant prie optinio{1}}laipsnio tikslumo.
Šis lygumo lygis užtikrina:
Vienodas slėgio pasiskirstymas spausdinant
Nuolatinis atsparumas deformacijai visoje plokštelėje
Sumažintas defektų tankis raštuotuose sluoksniuose
Pagerintas formos ir pagrindo išlygiavimo tikslumas
Net ir nedideli paviršiaus nelygumai gali lemti įspaudų gylio pokyčius, todėl itin{0}}plokštūs substratai yra būtini didelio-našumo nanogamyboje.
Proceso pastaba: Paviršiaus švara
Dalelių{0}}nemokamo veikimo reikalavimas
Nanoimprinto litografija yra labai jautri paviršiaus užterštumui.
Bet kokios kietosios dalelės, įstrigusios tarp formos ir plokštelės, gali sukelti:
Lokalūs atspaudų defektai
Rašto iškraipymas
Pagrindo pažeidimas
Puslaidininkių gamybos išeiga
Todėl reikalingi griežti švarių patalpų tvarkymo protokolai. Paviršiaus valymo procesai paprastai apima:
Itin grynas valymas tirpikliu
Plazminis valymas organinių likučių pašalinimui
Dalelių filtravimas proceso aplinkoje
Švaraus,{0}}be defektų paviršiaus palaikymas yra toks pat svarbus kaip ir terminio stabilumo palaikymas.
Šiluminiai ir mechaniniai pranašumai
Stabilumas per terminį dviratį
Kartotinių šildymo ir vėsinimo ciklų metu stiklo keramikos kaitinimo plokštės išlaiko struktūros vientisumą daug geriau nei metalinės alternatyvos.
Pagrindiniai pranašumai apima:
Nereikšmingas šiluminio plėtimosi neatitikimas su įrankiais
Sumažintas mechaninis įtempis šildymo ciklų metu
Ilgalaikis{0}}matmenų pakartojamumas
Minimalus kalibravimo poslinkis laikui bėgant
Šios savybės ypač svarbios didelio{0}}tikslumo puslaidininkių gamybos aplinkoje, kur proceso pakartojamumas yra būtinas.
Kilmė ir materialinis paveldas
Nuo teleskopinių veidrodžių iki nanogamybos
Tokios medžiagos kaip Zerodur iš pradžių buvo sukurtos astronominiams teleskopiniams veidrodžiams, kur matmenų stabilumas kintant temperatūrai yra būtinas norint išlaikyti optinį tikslumą didelėse konstrukcijose.
Šis paveldas tiesiogiai paverčiamas nanoimprinto litografija, kur panašūs reikalavimai keliami daug mažesniu mastu:
Ekstremalus lygumas
Terminis neutralumas
Ilgalaikis{0}}matmenų stabilumas
Tie patys medžiagų mokslo principai, kurie palaiko giluminį{0}}erdvės stebėjimą, dabar palaiko nanoskalės modelio replikaciją.
Išvada
Itin plokščios, mažo{1}}plėtimo stiklo-keraminės kaitinimo plokštės yra pagrindinė nanoimprinto litografijos technologija. Derinant beveik -nulinį šiluminį plėtimąsi su optiniu-paviršiaus lygumu ir tiksliai valdomomis šildymo sistemomis, šie substratai suteikia išskirtinai stabilią platformą, leidžiančią labai tiksliai atkartoti nanoskalės raštus.
Puslaidininkių nanogamyboje stiklo keramikos kaitinimo plokštės nanoimprint litografijos sistema veikia kaip didžiausias termiškai tylus priekalas, užtikrinantis, kad mechaniniai ir terminiai iškraipymai nepakenktų rašto tikslumui.
Įrenginių geometrijoms ir toliau mažėjant, matmenų stabilumo svarba ir toliau didėja. Mažiausios šiuolaikinių technologijų konstrukcijos priklauso nuo matmenų stabiliausių įrankių, o ypač mažo -besiplėtimo stiklo{2}} keramika yra šio reikalavimo pagrindas.
