Mit anorganischen Resists zu feineren Strukturen
Besonders in der Elektronenstrahllithografie geraten polymerbasierte Resists an ihre physikalischen Grenzen. Neue Materialien auf Basis von Wasserstoffsilsesquioxan (Hydrogen Silsesquioxane, HSQ) können diese Lücke schließen und prägen derzeit entscheidende Innovationsschritte – von der Maskenherstellung bis zur Mikrooptik.
Bild 1. Nanostäbchen mit einem Abstand von 1 µm, geschrieben auf Silizium mit 2000 µC/cm² bei 50 kV und entwickelt mit ›AR 300-44‹ (2,38 % TMAH)
Die Elektronenstrahllithografie (E-Beam-Lithografie) ist eine zentrale Technologie, wenn es um die direkte Strukturierung feinster Geometrien geht. Sie dient zur Entwicklung von Halbleiterbausteinen, diffraktiven optischen Elementen oder MEMS-Komponenten. Der Elektronenstrahl arbeitet dabei nicht maskenbasiert, sondern schreibt direkt in den Resist auf dem Wafer. Das macht das Verfahren flexibel und hochauflösend – aber auch vergleichsweise langsam. »Da der Elektronenstrahl Punkt für Punkt schreibt, müssen die Resists besonders sensitiv sein, um akzeptable Prozesszeiten zu erreichen«, erläutert Harry Biller, Kundenberater bei der Allresist GmbH, einem Anbieter innovativer Resists für lithografische Anwendungen. Gleichzeitig werden sehr hohe Auflösungen gefordert – bis in den Sub-10-nm-Bereich. Zahlreiche polymerbasierte Resists stoßen hier an ihre Grenzen, denn sie zeigen nicht nur eine ungünstige Kantenrauigkeit, sondern auch eine geringe Ätzresistenz
Warum HSQ?
Wasserstoffsilsesquioxan (Hydrogen Silsesquioxane, HSQ) ist ein rein anorganisches Material, bestehend aus Silizium, Sauerstoff und Wasserstoff. Es bildet unter Elektronenbestrahlung eine kompakte, siliziumoxidartige Struktur und zeigt dadurch eine hohe Ätzbeständigkeit. »Ein großer Vorteil ist, dass die Reaktion nur dort stattfindet, wo der Strahl auftrifft«, betont Biller und fügt hinzu: »Das führt zu einem sehr hohen Kontrast und ermöglicht exakte Kanten.« Gerade für Anwendungen, bei denen präzise Stege und keine kegelförmigen Profile gefragt sind, erweist sich HSQ als überlegen (Bilder 1 und 2).
Zusätzlich zu diesen strukturellen Vorteilen besticht der HSQ-Resist ›Medusa 84‹ von Allresist durch eine deutlich höhere Plasmaresistenz als organisch basierte Resists. Das ermöglicht tiefere und schmalere Ätz-prozesse bei geringer Schichtdicke, was einen entscheidenden Vorteil für viele High-End-Anwendungen bedeutet. [...]
Hersteller:
Allresist GmbH
D-15344 Strausberg
info@allresist.de
https://www.allresist.de