Streifzüge durch die Lithographie der Mikroelektronik (Matthias Schirmer)

Seit der letzten Ausgabe von „Ullmanns Imaging for Electronics“ von 1989 nahm die Photolithographie einen derart rasanten Aufschwung, dass es angesichts des knappen Platzes hier kaum möglich ist, hier mehr als nur einen kurzen repräsentativen Überblick zu geben. Zu jedem Kapitel, zu jeder Technologie und zu jedem Verfahren gibt es jedoch noch eine Vielzahl von Fakten, die für den interessierten Leser anhand der Literaturstellen nachzuvollziehen sind.

CAR 44 für die E-Beam-Lithographie

Uns ist es nun gelungen, eine bemerkenswerte Lösung für die E-Beamstrukturierung hoher Schichten zu finden. Der Negativresist CAR 44 (AR-N 4400-10) wurde 9,5 µm hoch beschichtet, getrocknet und bestrahlt.

Atlas 46 für die E-Beam-Lithographie

Ein neues Anwendungsgebiet für den Atlas 46 ist die Elektronenstrahl-Lithographie. Eine dünne Atlas-Resistschicht wurde mittels E-Beamlithographie strukturiert. Die Schichtdicke betrug 450 nm, in diese Schicht wurden 200-nm-Linien geschrieben.

Medusa 82 für EUV-Anwendungen

EUV-Lithografie (auch kurz EUVL) ist ein Photolithographie-Verfahren, das elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm (91,82 eV) nutzt, sogenannte extrem ultraviolette Strahlung.

Medusa 82 Post-Exposure-Bake Einfluss (PEB)

Ein Zusatz von Photoacidgenerator (PAG) kann die Empfindlichkeit von Medusa 82 erheblich steigern (siehe Resist-Wiki Medusa 82 mit PAG). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach der E-Beam-Belichtung einen PEB durchzuführen.

Medusa 82 mit Photoacidgenerator (PAG)

Ein Nachteil von HSQ und Medusa 82 ist die sehr geringe Empfindlichkeit. Durch Zusatz von Photoacidgeneratoren kann die Empfindlichkeit deutlich gesteigert werden.

Strukturierung mittels Ablation des Resistmaterials

Das Grundprinzip der Laserablation ist, dass durch Laserbestrahlung einer bestimmten Wellenlänge so viel Energie in das für Ablation modifizierte Resistmaterial eingetragen wird, um das Resistpolymer zu zerstören und dieses dann als niedermolekulare Fragmente verdampft. Dieser Prozess kann durch Eintrag geeigneter Farbstoffzusätze begünstigt werden. Im Ergebnis entstehen transparente Strukturen (abladierte Flächen) in der sonst lichtundurchlässigen Fläche.

Phoenix 81 – Lagerbedingungen und Versand

In der Endphase des Projektes Eurostar PPA-Litho, das die Entwicklung des Phoenix zu Ziel hatte, ist es uns durch die Optimierung der Synthese gelungen, weitaus stabilere PPA-Polymere herzustellen. Die reinen Polyphthalaldehyde haben einen Stresstest über 14 Tage bei 37 °C ohne Zersetzung überstanden. Damit ist ein Versand ohne Kühlung möglich. Das triff jedoch nur auf die reinen PPA-Polymere zu.

Medusa 82 – die Alternative zum HSQ-Resist, Lagerstabilität

Unserem Forschungsteam ist es gelungen, einen Negativresist hoher Auflösung und Plasmaätzstabilität in Sauerstoff zu entwickeln: der Medusa 82. Bereits mit den ersten Mustern gelang es die Eigenschaften des HSQ zu erreichen.

Black-Protect – stabiler Schutzlack für HF- und KOH-Ätzungen

Der neue Lack SX AR-PC 5000/41 (Black-Protect) ist bis 130 °C stabil und kann deshalb auch bei der KOH-Ätzung bei 85 °C eingesetzt werden. Die Schutzschicht widersteht bei einer ausreichenden Schichte > 5 µm sowohl konzentrierter Flusssäure als auch 40 % iger Kalilauge.