Leitfähige Schichten

Bei der Elektronenstrahllithographie auf isolierenden Substraten, vor allem Quarzmasken oder Glas, kommt es meist zu starken Aufladungen der Oberfläche durch das Einwirken der energiereichen Elektronen. Die Ladung kann nicht schnell genug abfließen, es baut sich ein elektrisches Potential auf. Dadurch wird der Elektronen-Schreibstrahl abgelenkt, es kommt zur Verzerrung der gewünschten Struktur. Eine leitfähige Schicht, die sich auf oder unter dem E-Beam Resist befindet, könnte diese Aufladungen ableiten.

Durch das Aufdampfen einer dünnen Metallschicht (einige nm) Aus Gold, Silber oder ggf. Chrom wird das Problem beseitigt. Beim Bestrahlen können die Ladungen nun sehr schnell abgeleitet werden. Wird die Metallschicht auf dem Substrat kontaktiert und somit geerdet, ist der Prozess noch ausgeprägter. Dieses Verfahren ist aber recht aufwändig. Zuerst muss die Metallschicht aufgebracht, dann muss diese Schicht vor dem Entwickeln wieder entfernt werden. Etwas vereinfachen kann sich der Prozess, wenn der Anwender eine Aluminium-Schicht aufdampfen kann und E-Beam Resists mit einem wässrig-alkalische Entwickler verwenden kann (z.B. AR-N 7400 – 7700). Die wässrig-alkalischen Entwickler greifen das Aluminium sofort an und lösen die dünne Schicht innerhalb von Sekunden. Dann erfolgt die „normale“ Entwicklung.

Aufgrund der umständlichen Metallisierung ist der Wunsch der Anwender nach einer leitfähigen Schicht, die mittels Spincoating aufgetragen wird, verständlich. Unglücklicherweise sind leitfähige Polymere (z.B. Polyanilin) fast immer unlöslich in organischen Lösemitteln. Somit können aus ihnen keine Resists hergestellt werden.

Mittlerweile werden wenige leitfähige Schutzschichten angeboten. Entweder weisen sie noch technologische Schwierigkeiten (restlose Entfernbarkeit, Haltbarkeit) auf oder sind sehr teuer. Der SX AR-PC 5000/90.1 ist wasserlöslich. Bei der Bestrahlung des Resists wird er aber auch etwas vernetzt und damit unlöslicher. Meist hilft dann eine Mischung aus Wasser und Isopropanol, um die Reste zu entfernen. Die Entwicklung alternativer leitfähiger Schichten wird z.Z. von uns vorangetrieben.