Qualitätssicherung für Nano-Schaltungen
Die Nano-Prägelithografie (Nano Imprint Lithography, NIL) ist eine erst vor kurzem entstandene Technik, die in der Produktion von Nanoelektronik-Schaltungen zur Anwendung kommt. Sie ist eine einzigartige und kosteneffektive Möglichkeit zur Massenproduktion feiner, über große Flächen verteilter Strukturen mit Abmessungen bis hinab in den Nanometerbereich. In einem NIL-Prozess kann eine invertierte Kopie eines Stempelmusters erzeugt werden, indem ein Stempel in ein Polymer gedrückt wird, das auf Temperaturen oberhalb der Glas-Übergangstemperatur erhitzt wurde, gefolgt vom Abkühlen und Abziehen des Stempels. Die Strukturen des Musters werden nach einer anschließenden Metallisierung des Druckbildes und dem Abheben des Substrats reproduziert. Zur Prüfung der Qualität der fertigen Druckprodukte entwickelte die Universität Duisburg in Kooperation mit einem Mikroelektronik-Hersteller eine optische Messtechnik. Anstelle normaler Polymere, wie sie für Strukturen in der Größenordnung Nanometer üblich sind, verwendeten die Forscher Polymere, die mit fluoreszierenden Indikatoren angereichert wurden. Nach dem Stempeln der Schaltungen werden Probescans vom Druckbild erstellt und für alle Bereiche der Oberfläche Berechnungen der Fluoreszenzintensität durchgeführt, die sowohl über die Adhäsion als auch lokale Polymerrückstände Aufschluss geben. Diese Analyse liefert Informationen über die Bedingungen, unter denen der gesamte Prozess abläuft, und gestattet eine Validierung der Qualität der Endprodukte. Dieses Verfahren erhöht die Produktionskosten nur unmaßgeblich, wirkt aber andererseits als leistungsfähiges Tool für Routineprüfungen der Qualität der Druckergebnisse. Die Partner arbeiten gegenwärtig an der Entwicklung von Software zur Automatisierung des Scanprozesses. Diese Software soll das Verfahren noch schneller, bedienerfreundlicher und zuverlässiger machen.
