在压印光刻中,信息的复制是难点,而模具的制造是信息复制的途径。为了获得高精度的压印模具,在实验 中着重从模具材料的选择、固化剂的添加、真空压力大小、固化温度、固化时间等方面进行分析和研究。通过分析模具的表面质量,得到了压印模具制作的最佳工艺组合。
电子束直写已被公认是可以胜任0.1μ的光刻掩膜板制造,为制作后续的线路图形,首先制作母板基材,基材上镀Cr或W,为电子束直写以及后续的复制提供基础。
通过步进式工作台多步压印复制为多芯片的压印模板。该方法提高制造效率。这种方式弥补了单束电子束直写速度慢的缺点,使得电子束直写通过步进压印工艺得到了矢量放大,完成大模板制作。采用快速模具制造工艺,以母板生成软有机模具。透明材料液态有机物高分子硅橡胶,加入固化剂后成为软模具,并从母板上获得IC 图型。模具厚度可取0.5~2.0mm,并支撑在透明的石英基板上。
大母板的制作旨在复型出大模具,以提高后续硅片压印生产的效率。最理想的情况是压印模具达到满硅片的尺寸。但实际可达到的尺寸取决于:压印生产中该模具下压和脱模过程弹性 变形的可控性、受压的阻蚀胶的力学特性、套刻精度要求等。
在实验中,采用同一尺寸0.2μ的母模来进行研究。同时,基于前期实验中出现问题的分析,并结合IC压印光刻生产工艺。着重考查固化剂的添加量、模具厚度、真空压力、加热温度、加热时间对压印模具的强度、表面稳定性、复形精度等的影响。
1.母板的清洗:由于母板采用的 是有电子束直写所得到的硅片,所以在与模具材料接触前,必须进行清洗。清洗的主要目的是除去硅片制造过程中偶然引入的“表面玷污”杂质,这些玷污来自硅片的加工过程,也来自清洗所用的化学试剂和水:以及工艺过程中所使用的器皿、管路、气体等。
2.固化剂的添加量:在一个容器中,将硅橡胶液体与固化剂以一定的比例混合,用搅拌器使其完全均匀,配出来的是粘稠的半透明的硅橡胶物质。
3.浇注:工艺是在室温下,采用自然浇注法进行浇注。将清洗干净的母模板放在玻璃板上,然后将装有粘液的瓶子在玻璃板的上空倾斜,使得内部的液体自然留出,并使滴落点在玻璃板的中间(几个原型硅片的中间),当液体自然散开时,它覆盖了原型硅片。
4.真空压力的大小:为了制出的 模具内部无气孔、斑点,且保真度高。在把液体浇注在母模上之后,固化以前,必须将其内部的气孔消除。因为如果不消除气孔就固化,则硅片电路的上表面,即与粘液接触的表面有气孔,固化后就会造成做出的模具有些电路线条不完整。
5.热固化工艺:在加热固化时,有温度和时间两个参数,固定一个不变,来考查另外一个参数。