Imprint Lithografie

Mikro- und Nanoimprint-Lösungen für SÜSS Mask-Aligner

Alle Imprint-Lösungen basieren auf SÜSS MicroTecs bekannter Produktfamilie an halbautomatischen Mask-Alignern. Sie unterstützen verschiedenste Materialien und unterschiedliche Substratgrößen von kleinen Teilen bis hin zu 300 mm-Wafern. Die Mask-Aligner-Plattform erlaubt nicht nur eine genaue Justierung des Stempels zum Substrat, sondern bietet auch wertvolle Funktionalitäten wie das präzise Nivellieren von Stempel zum Substrat und die Kontrolle über den Kontaktdruck. Schnell editierbare Prozessrezepte bieten einen hohen Grad an Einstellbarkeit aller relevanten Parameter. SÜSS Mask-Aligner, die bereits im Feld installiert sind, lassen sich einfach mit Imprint-Tooling upgraden.

SÜSS Imprint Technologien

Wie SÜSS MicroTecs manuelle und halbautomatische Mask-Aligner sind auch seine Imprint-Technologien auf maximale Flexibilität ausgerichtet. Sie basieren auf einem schnellen und einfachen Wechsel zwischen verfügbaren Optionen und Wafer- bzw. Substratgrößen. Das Angebot von verschiedensten Funktionalitäten in einem Tool spart nicht nur Investitionskosten, sondern auch Reinraumstellfläche und ermöglicht somit ein hohes Maß an Flexibilität bei der Entwicklung von Prozessen und Bauteilen.

SCIL

Vollflächiges Nanoimprinten

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Highlights

  • Vollflächiger Imprint bis 200 mm
  • Hohe Auflösung (<70 nm)
  • Hohe Justiergenauigkeit (± 1 µm)
  • Lange Haltbarkeit des Stempels

Das SCIL (substrat conformal imprint lithography)-Verfahren kommt bei besonders anspruchsvollen Imprint-Prozessen zur Anwendung. Hier wird ein weicher Stempel mit einem harten, aber flexiblen Träger aus Glas kombiniert und damit neben der hohen Kontaktgleichmäßigkeit eine außerordentlich hohe Strukturtreue der Abbildung erzielt.

Das Imprinten erfolgt über kapillare Kräfte und nicht über Druck, wodurch Strukturveränderungen während des Kontakts vermindert werden. Weiterhin schließt der sequentielle Kontaktaufbau Lufteinschlüsse aus – damit lässt sich eine extrem hohe Ausbeute erreichen und die Produktivität deutlich erhöhen.

Durch seine hervorragende Strukturtreue und Gleichmäßigkeit ist das SCIL-Verfahren für alle anspruchsvollen Prozesse geeignet, bei denen eine hochwertige Ätzmaske zum Einsatz kommt, wie zum Beispiel bei der Produktion von optischen Elementen und MEMS/NEMS sowie in der Herstellung von HB-LEDs und VCELS.

Die SCIL-Technologie wurde in Zusammenarbeit mit Philips Research entwickelt.

SMILE

Mikro- und Nanoimprinten

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Highlights

  • Präzise Kontrolle über Dicke und Gleichmäßigkeit der Lackschicht
  • Doppelseitige Strukturierung möglich
  • Hohe Justiergenauigkeit (+/- 1 µm)
  • Stapeln sowie UV-Bonden von Wafern mit optischen Linsen
  • Edge-Handling oder Einsatz von Pufferwafern zur Vermeidung eines Kontakts mit der aktiven Fläche
  • Handling von gekrümmten Wafern

Für das Abbilden von Strukturen im Mikrometer- bis hin zum Nanometerbereich hält SÜSS MicroTec das SMILE (SUSS MicroTec imprint lithography equipment)-Verfahren bereit.

Dabei gilt es, zwei Verfahrenstypen in Abhängigkeit von der gewünschten Auflösung zu unterscheiden.

  • Für das Abbilden von Mikrostrukturen wird das fotosensitive Polymer in der Mitte des Substrats aufgetragen. Der Lack breitet sich gleichmäßig über die gesamte Fläche aus und befüllt die Kavitäten des Stempels. Die aktive Kontrolle über die genaue Position des Prozessabstands durch eine geschlossene Rückkoppelungsschleife ermöglicht es, eine sehr hohe Zuverlässigkeit bei Anwendungen mit Restlagendicken zu erzielen.
  • Für das Abbilden von Nanostrukturen kommt ein flexibler Stempel zum Einsatz. Zunächst erfolgt der Kontakt in der Mitte des gelackten Substrats und wird im Laufe des Prozesses radial ausgedehnt.

Das Verfahren bietet durch die Möglichkeit, sowohl Mikro- als auch Nanostrukturen sehr präzise abbilden zu können, eine hohe Bandbreite an Anwendungsmöglichkeiten und damit eine herausragende Prozessflexibilität. SMILE kommt z.B. bei der Produktion von MEMS und optischen Linsen zum Einsatz.

Stempel Herstellung

Stempel für Nano- und Micro-Imprint-Prozesse

Das UV-SFT8 von SÜSS MicroTec ist eine Tabletop-Lösung zur Herstellung hochwertiger Stempel für das Imprinten. Dieses System ist optional für den SÜSS MA/BA Gen4 Pro und MA/BA Gen4 Mask Aligner erhältlich. Die Stempel werden für eine Vielzahl von Imprint-Anwendungen in den Bereichen LED, MEMS / NEMS, Mikrooptik, Augmented Reality und optoelektronische Sensoren verwendet.

Die herkömmliche Methode der Stempelherstellung basiert auf thermischer Aushärtung. Bei dieser Methode kann die Aushärtung durchaus bis zu mehreren Stunden dauern. Um diesen Produktionsprozess zu beschleunigen und den Durchsatz zu erhöhen, wurden neue Stempelmaterialien entwickelt, bei denen die Härtung mittels UV-Licht erfolgt. Mit diesem neuen Verfahren ist es möglich, die Herstellungszeit der Stempel auf wenige Minuten zu reduzieren.

Mit seiner hohen Gleichmäßigkeit des UV-Lichts von ± 5 % ergibt das System homogen ausgehärtete Stempel und damit eine hohe Strukturgenauigkeit. Das flexible System ist kompatibel mit einer Vielzahl von UV-härtbaren Stempelmaterialien, was welches den Einsatz bei verschiedenen Anwendungen im Bereich F&E bis hin zur Hochvolumenproduktion ermöglicht.

Zudem ist für die radialsymmetrische Ausbreitung des Stempelmaterials ein optionales System zur Puddle-Dosierung erhältlich. Dieses Dosiersystem ermöglicht die genaue Abgabe der exakt benötigten Menge. Dadurch wird sowohl Material eingespart als auch Abfall reduziert. Bereits im Einsatz befindliche thermische Systeme können vor Ort auf UV-LED aufgerüstet werden.

Highlights

  • Reduzierung der Aushärtungszeit
  • Verwendung der bewährten UV-LED-Belichtungstechnik
  • Kompatibilität mit einer Vielzahl von UV-härtbaren Stempelmaterialien
  • Upgrade von herkömmlichen thermischen Systemen auf UV-LED
  • Optionales System zur Stempelmaterial-Dosierung

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Applikationen

Besondere Substratbeschaffenheiten wie unebene oder gewölbte Wafer, Materialien wie Glas, Saphir, III-V-Verbindungen und anspruchsvolle Struktureigenschaften wie ein hohes Aspektverhältnis, kleine oder ungleichmäßige Strukturgrößen stellen hohe Anforderungen an das Imprint-Equipment. SÜSS MicroTecs Portfolio an Imprint-Lösungen bietet die Flexibilität, um eine große Bandbreite an Applikationen zu bedienen.

LED

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Mit der Nachfrage nach Hochleistungs-LEDs bewegt sich die Produktion in Richtung PSS/nPSS-Verfahren. Die Kosteneffizienz und hohe Ausbeute der SÜSS Imprint-Technologien treffen genau die Anforderungen dieses umkämpften Markts.

MEMS/ NEMS

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Die Bearbeitung von MEMS mit ihren hohen Topografien und ungleichförmigen Strukturen stellt in der Regel hohe Ansprüche an die Produktion. SÜSS MicroTec bietet nicht nur besondere Funktionen speziell für MEMS, sondern auch die für eine optische Rasterung erforderliche Justiergenauigkeit.

Microoptics

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Mit der Imprint-Lithografie lässt sich die Fertigung von optischen Bauteilen wie Wafer-Level-Kameras und Bildsensoren in bewährten Halbleiterprozessen realisieren. SÜSS MicroTec bietet zuverlässige Imprint-Lösungen speziell für die Strukturierung von optischen Teilen.

Photovoltaics

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Die ungleichmäßigen Strukturen und speziellen Substrate der Solaranwendungen stellen für herkömmliche Imprint-Lithografie eine Herausforderung dar. SÜSS MicroTec bietet eine Vollfeld-Imprint-Lösung, die ungleichmäßige Strukturen auf fragilem Material präzise wiedergibt.

Produkte

Alle Imprint-Lösungen basieren auf SÜSS MicroTecs bekannter Suite an halbautomatischen Mask-Alignern. Sie unterstützen verschiedenste Materialien und unterschiedliche Substratgrößen von kleinen Teilen bis hin zu 200 mm-Wafern. Die Mask-Aligner-Plattform erlaubt nicht nur eine genaue Justierung des Stempels zum Substrat, sondern bietet auch wertvolle Funktionalitäten wie das präzise Nivellieren von Stempel zum Substrat und die Kontrolle über den Kontaktdruck. Schnell editierbare Prozessrezepte bieten einen hohen Grad an Einstellbarkeit aller relevanten Parameter. SÜSS Mask-Aligner, die bereits im Feld installiert sind, lassen sich einfach mit Imprint-Tooling upgraden.

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