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.

Interferenzlithographie

Die Interferenzlithographie ist eine seltener genutzte Methode zur Strukturierung. Das Prinzip ist das gleiche wie in der Interferometrie oder auch Holographie. Durch die Überlagerung zweier oder auch mehrerer kohärenter Lichtwellen kommt es zur Ausbildung eines periodischen Interferenzmusters.

Bestimmung der Leitfähigkeit von Electra 92-Schichten auf Glas

Die spezifische Leitfähigkeit in dünnen Schichten kann mit unterschiedlichen Methoden ermittelt werden, z.B. berührungsfrei durch Wirbelstrommapping oder auch nach einer direkten Kontaktierung mittels Vierpunktmethode (Vierspitzenmessung).

Stabilisierung/ Härtung von Lackschichten

Zahlreiche Anwendungen erfordern strukturierte Resistarchitekturen die durch eine nachträgliche Härtung gegenüber organischen Lösungsmitteln langzeitstabil werden. Die novolakbasierten Lacke zeigen nach Härten bei Temperaturen >150°C, im Fall der CAR-Resists zusätzlich unterstützt durch eine intensive Flutbelichtung

Polymere (Schichtbildner)

Polymethylmethacrylate (PMMAs) finden breite Verwendung z.B. in der Elektronenstrahllithographie. Sie entstehen durch Polymerisation von Methacrylsäuremethylesters in Gegenwart von Radikalstartern (Verweis)

Aluminiumstrukturen direkt entwickelt

Strukturen aus Aluminium werden üblicherweise durch die Herstellung einer Lackmaske und anschließendem nasschemischen Ätzen erzeugt. Mit dem Negativlack SX AR-N 4360/1 kann die elegante Methode der Direktentwicklung angewendet werden.

Belichtung

Kontaktbelichtung In einer Kontaktbelichtung werden Fotomaske und Substrat in direkten Kontakt gebracht. Dieses Verfahren führt zur besten Auflösung aller Schattenwurfverfahren, da die Lichtbeugung und der damit verbundene Auflösungsverlust auf das durch die Lackdicke bedingte Minimum reduziert wird.

Nasschemisches Ätzen

Beim nasschemischen Ätzen werden die chemischen Bindungen des zu bearbeitenden Materials durch meist aggressive Ätzmedien aufgebrochen und in lösliche Bestandteile überführt.

Trockenchemisches Ätzen

Das trockenchemische Ätzen lässt sich in zwei Wirkprinzipien unterteilen. 1. Einerseits spricht man von einem mehr chemischen Ätzverhalten, bei dem das Substrat durch Radikale in flüchtige Verbindungen umgesetzt wird.

Prozessablauf Photoresist

Reinigung der Substrate Bei Verwendung neuer und sauberer Substrate (Wafer) ist ein Ausheizen bei etwa 200 °C für einige Minuten (2-3 min, hote plate) zur Trocknung ausreichend. Jedoch sind die Substrate im Anschluss daran schnell zu verarbeiten.