可視光の波長より小さい機能パターンをスタンピングするには、従来の金属加熱ステージが維持できないレベルの平坦性と熱安定性が必要です。ナノインプリント リソグラフィでは、ナノメートル-スケールの膨張や反りでも、モールドの重要なフィーチャーが歪む可能性があります。あガラスセラミック加熱プレート ナノインプリントリソグラフィーこのシステムは、超低熱膨張材料と正確に制御された加熱構造を組み合わせることで、必要な寸法安定性を実現します。{0}
超-低膨張ガラス-セラミック
熱下でほぼゼロの寸法変化-
Zerodur や Clearceram などの高度なガラス セラミック素材は、極度の寸法安定性を実現するために特別に設計されています。{0}これらのリチウム-アルミノケイ酸ガラス-セラミックは、定義された動作範囲にわたってゼロに近い熱膨張係数 (CTE) を達成するように処理されています。
Zerodur (Schott) の場合、熱膨張係数は通常次のとおりです。
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/∘C
この超低膨張挙動により、ナノインプリント プロセス温度（通常は 100 ～ 200 度の範囲）まで加熱した場合でも、寸法ドリフトはほとんど無視できる程度にとどまります。-
プラテンはほぼ完璧な熱的静止性を備えた固体ブロックであり、熱サイクル下でも形状を維持します。{0}
ナノインプリントリソグラフィーにおける役割
サブ-ミクロンのパターン忠実度の維持
ナノインプリント リソグラフィーは、パターン化されたモールドをシリコン ウェーハ上のレジスト層に機械的に押し込むことに依存しています。モールドサポートステージの熱歪みは、パターンの位置ずれやフィーチャの変形に直接変換されます。
ガラス-加熱プレートは次の機能を提供します。
優れた表面平坦性（光の波長の何分の１）
加熱サイクル中の熱変形が最小限に抑えられます。
インプリントモールドの安定した機械的サポート
ウェーハスケールの表面全体に均一な熱分布
この安定性は、サブ{0}ミクロンおよびナノメートル-スケールの形状精度を維持するために不可欠です。
暖房の統合方法
組み込み型熱制御システム
ベース材料は本質的に熱的に安定していますが、インプリント処理には制御された加熱を適用する必要があります。
一般的な暖房の実装には次のようなものがあります。
セラミック表面に組み込まれた薄膜抵抗ヒーター
カートリッジ ヒーターを備えた接着金属バックプレート-
均一な温度制御のためのマルチゾーン加熱アレイ
これらのシステムは、次のことを保証するように設計されています。
均一な温度分布
プラテン全体にわたる低い温度勾配
加熱サイクル中の機械的歪みを最小限に抑える
正確な加熱と非常に安定した基板材料の組み合わせにより、再現可能なナノ構造の複製が可能になります。{0}
光学-グレードの表面平坦度
ウェーハコンタクトの均一性にとって重要
ガラス-加熱プレートは非常に高い平坦度仕様に研磨することができ、多くの場合光学グレードの精度に近づきます。-
このレベルの平坦性により、次のことが保証されます。
インプリント時の均一な圧力分布
ウェハ全体にわたって一貫したレジスト変形
パターン化された層の欠陥密度の減少
モールドと基板の位置合わせ精度の向上
わずかな表面の凹凸でもインプリントの深さにばらつきが生じる可能性があるため、高収率のナノ加工には超平坦な基板が不可欠です。{0}{1}{1}
プロセスメモ: 表面の清浄度
パーティクル-のない操作要件
ナノインプリント リソグラフィーは、表面の汚染に非常に敏感です。
モールドとウェハの間に粒子状物質が捕捉されると、次のような問題が発生する可能性があります。
局所的なインプリント欠陥
パターンの歪み
基板の損傷
半導体製造における歩留り損失
したがって、厳密なクリーンルーム取り扱いプロトコルが必要です。表面洗浄プロセスには通常、次のものが含まれます。
超高純度溶剤洗浄
有機残留物を除去するためのプラズマ洗浄
プロセス環境における粒子のろ過
清潔で欠陥のない表面を維持することは、熱安定性を維持することと同じくらい重要です。{0}}
熱的および機械的利点
熱サイクルによる安定性
加熱と冷却の繰り返しサイクル中、ガラス セラミック加熱プレートは金属製の加熱プレートよりもはるかに優れた構造的完全性を維持します。{0}
主な利点は次のとおりです。
工具との熱膨張の不一致が無視できる
加熱サイクル中の機械的ストレスの軽減
長期的な寸法再現性-
経時的な校正ドリフトを最小限に抑える
これらの特性は、プロセスの再現性が重要な高精度の半導体製造環境において特に重要です。{0}
起源と素材遺産
望遠鏡のミラーからナノ加工まで
Zerodur などの材料は、もともと天体望遠鏡のミラー用に開発されたもので、大きな構造物全体にわたって光学精度を維持するには、温度変化下での寸法安定性が不可欠です。
この伝統はナノインプリント リソグラフィーに直接反映され、同様の要件がはるかに小さいスケールで存在します。
極度の平坦性
熱中性
長期的な寸法安定性-
深宇宙観察をサポートするのと同じ材料科学原理が、ナノスケール パターンの複製をサポートするようになりました。-
結論
超-低-膨張ガラス-セラミック加熱プレートは、ナノインプリント リソグラフィーの基礎となる技術を実現します。これらの基板は、-ほぼゼロの熱膨張と光学グレードの表面平坦性、および正確に制御された加熱システムを組み合わせることにより、-ナノスケール パターンを高い忠実度で複製するための非常に安定したプラットフォームを提供します。
半導体ナノ製造では、ガラス セラミック加熱プレート ナノインプリント リソグラフィ システムは、究極の熱的に静かなアンビルとして機能し、機械的歪みや熱的歪みによってパターンの精度が損なわれないようにします。
デバイスの形状が縮小し続けるにつれて、寸法安定性の重要性が高まり続けています。最新のテクノロジーにおける最小の構造は、寸法的に最も安定したツールに依存しており、超低膨張ガラス{{1}セラミックスがその要件の中核に位置しています。-
