Neue Entwickler für AR-P 617

Unser hochempfindlicher E-Beamresist AR-P 617 wird häufig in Zweilagenprozessen, meist in Kombination mit PMMA oder CSAR 62, für die Herstellung von lift-off Architekturen, z.B. T-Gates, verwendet. Dabei muss oft sichergestellt werden, dass die Schichten jeweils selektiv, unabhängig voneinander entwickelt werden können. Zwar kann auch mit MIBK-haltigen Entwicklern gearbeitet werden, jedoch ist das Prozessfenster dann relativ schmal, da diese Entwickler keine selektive Entwicklung von PMMA neben AR-P 617 ermöglichen und beide Schichten angreifen. Daher wurden neue Entwicklersysteme evaluiert, die eine empfindliche Entwicklung ermöglichen, selektiv nur AR-P 617 entwickeln, aber die PMMA- Schicht gleichzeitig nicht oder nur geringfügig beeinflussen.

In enger Kooperation mit externen Partnern wurden mit einer Dosisstaffel belichtete Substrate (AR-P 617, Si-Wafer, SB 200°C für 10min, Schichtdicke etwa 1 Mikrometer, beschichtet mit Electra 92, 50keV) zur Verfügung gestellt und bei Allresist mit unterschiedlichen organischen Entwicklern entwickelt. Der Einfluss entscheidender Parameter (Zusammensetzung des Entwicklers, Entwicklungsdauer, Entwicklertemperatur) auf den Entwicklungsprozess wurde detailliert evaluiert.

Abb.: Mit Standardentwickler AR 600-50 entwickeltes Linienraster (Dosisstaffel), am Dektak 150 gescannte Strukturen und ermittelte Gradationskurve

Das entwickelte Linienmuster wurde mehrfach am Dektak 150 gescannt und aus den ermittelten Schichtdicken abschließend eine Gradationskurve erstellt. Mit Entwickler AR 600-50 ergibt sich eine „dose to clear“ von etwa 48 µC/cm².

Mit dem alternativen Entwickler 1 (Mischung aus Ethanol und Isopropanol) wurde sowohl für 1 Minute, als auch 3 Minuten bei 21°C entwickelt und jeweils mit Isopropanol abgestoppt. Die Empfindlichkeit kann dabei sehr gut über die Dauer der Entwicklung gesteuert werden, ohne dass ein signifikanter Dunkelabtrag auftritt. Die „dose to clear“ reduziert sich durch die Verlängerung des Entwicklungsschritts von etwa 64 µC/cm² auf nur noch 36 µC/cm².

Abb.: Gradationskurven von Entwickler 1 und Entwickler 2 im Vergleich

Der Entwickler 2 (Mischung aus Ethanol und Wasser) ist deutlich stärker, die „dose to clear“ liegt bei ungefähr 20 µC/cm², allerdings werden unbelichtete Areale auch stärker angegriffen. Bei einer Entwicklungszeit von 3 Minuten wurde ein Dunkelabtrag von knapp 20% gemessen. Der unerwünschte Dunkelabtrag kann reduziert werden, wenn bei geringeren Temperaturen entwickelt wird. Beide neuen Entwickler eignen sich sehr gut für eine Anwendung im 2-Lagen-Prozess, da PMMA oder auch CSAR 62 praktisch nicht angegriffen werden. Generell werden höhere Empfindlichkeiten beobachtet als im Fall des Standardentwicklers AR 600-50.