Prägling har hittills inte funnits på listan över de litografitekniker som utmanar dagens optiska metoder. Men Obducats vd Patrik Lundström håller inte med om att det rör sig om en nischteknik. Han menar att det förhållandevis låga priset och möjligheten att tillverka riktigt små strukturer som gör nanoimprintlitografin konkurrenskraftig även när det gäller att överföra mönster till kiselskivor vid halvledartillverkning.

- För många av dagens litografitillämpningar kan imprinttekniken vara ett alternativ. Det gäller tillverkning av halvledare och biosensorer såväl som optokomponenter. Tekniken kan dessutom användas i tillämpningar där man inte använder litografi idag, som hårddiskar, menar han.

Förutom Obducat utvecklar en handfull företag verktyg som bygger på präglingsteknik. Motorolafinansierade MMI (Molecular Imprints Inc) och Nanonex är exempelvis två amerikanska företag som på sistone lanserat imprintutrustning.

De tre företagen har valt lite olika angreppssätt men grundprincipen är densamma; en reliefmönstrad "stämpel" trycks in i ett mjukt material som härdas med hjälp av värme eller UV-ljus. En finess med tekniken är att man slipper kostsam optik och komplicerade metoder för att förbättra de masker som används vid traditionell litografi.

- Investeringskostnaden är betydligt lägre för imprintlitografi än för optisk litografi. Dessutom är driftskostnaden lägre eftersom antalet processteg är färre, säger Patrik Lundström.

Metod med tre steg

Obducats metod har tre huvudmoment. Först skapas en så kallad master med det önskade mönstret genom att en elektronstråle skriver direkt på en roterande skiva av exempelvis kisel belagt med en resist. Mönstret ritas i den linjebredd som slutresultatet ska ha och man behöver alltså ingen optik. Efter framkallning och etsning har mastern den önskade topografin.

Den färdiga mastern förses med ett tunt metallskikt. Därefter används elektroplätering för att tillverka en reliefmönstrad "stämpel", även kallad stamper, i nickel eller någon annan metall. Stampern förses med ett anti-kletskydd och kan sedan monteras i en maskin för nanoimprintlitografi (NIL) som präglar mönstret på exempelvis polymerbelagda kiselsubstrat.

En sak som särskiljer Obducats teknik från konkurrenterna är att man vid präglingen lägger ett tryck på baksidan av stampern för att den ska få kontakt med hela substratytan trots eventuella vågigheter eller ojämnheter. Polymeren värms upp så att den härdas och övertar stämpelns mönster.

MMI tillverkar istället sin stamper i kvartsglas. Vid präglingstillfället genomlyses stampern av UV-ljus, vilket härdar det underliggande polymerlagret. Nanonex är mer hemlighetsfull med sin teknik, men säger sig kunna tillverka strukturer mindre än 10 nm.

Och just fina geometrier är, tillsammans med jämförelsevis låga kostnader, nanoimprintlitografins stora styrka.

- Vi har lyckats tillverka strukturer mindre än 10 nm i labbmiljö. Men i första hand är det ju intervallet 100 till 50 nm som är intressant för industrin, säger Patrik Lundström.

Imprintlitografins belackare brukar ifrågasätta hur man ska lyckas med mönsterpassningen i avancerade halvledare där 20-40 lager ska appliceras ovanpå varandra. Imprintutrustningen måste ha extremt god precision med tanke på vilka geometrier det rör sig om.

I dagsläget klarar Obducats utrustning en mönsterpassning med noggrannheten ±1 um. Det är förvisso ett litet mått, men alldeles för mycket om man ska tillverka 100 nm-strukturer.

- Vi är inte ända framme än. Men vi har tagit fram en demonstrator som mäter med nanometerupplösning och bevisat att vår lösning fungerar. Jag är inte orolig för det här problemet, säger Patrik Lundström.

Stämpel med fler dimensioner

Han berättar att man dessutom utvecklat en flerdimensionell stamper som kan skapa upp till fem lager med en enda stämpling, förutsatt att halvledarkonstruktionen är anpassad för det.

Företaget, med 21 anställda i Malmö och 15 i Cambridge, har på sistone haft framgångar på marknaden. Man har sålt elektronstråleutrustning, stampers såväl som imprintutrustning till både forskningsinstitut och industriföretag. Patrik Lundström berättar att man gjort 20 installationer av imprintutrustning varav fem till industrin.

På kundlistan finns LG Electronics som ska använda Obducatutrustningen för tillverkning av vågledare, Dai Nippon Printing för tillverkning av organiska polymerdisplayer, General Electric Plastics för hårddiskproduktion samt ett icke namngivet amerikanskt företag som tillverkar halvledare.

Ännu rör det sig om pilotproduktion, men Patrik Lundström hoppas att Obducats utrustning kommer att användas för volymproduktion i slutet av 2004.

Vad är Obducats största utmaning?

- Att införa ny teknik i en industri som arbetat med optisk litografi i många år. Det krävs mycket bevisföring från vår sida. Jag vågar påstå att vi ligger väldigt långt framme tekniskt sätt, och vi har installerat många fler system än våra konkurrenter.

På kort sikt gäller det att säkra finansieringen tills man uppnår positiv kassaflöde, vilket förhoppnings ska inträffa andra halvåret 2004. Företaget fick i slutet av januari in drygt 36 miljoner kronor i en nyemission, och försöker nu dra in ytterligare 12 miljoner kronor.

Charlotta von Schultz