Lithografie

Mikrostrukturierung mit Lacken und Polymeren

Als wichtigstes Verfahren zur Strukturübertragung wird die Mikrolithografie eingesetzt. Dabei werden dünne Lackfilme erzeugt, die mit verschiedenen Belichtungsverfahren lokal verändert und durch anschließende Entwicklung strukturiert werden. Die Strukturübertragungen werden durchgeführt mit UV-empfindlichen Lacken für die Fotolithografie und Elektronenstrahllacken für Elektronenstrahllithografie. Beide Sorten werden mit positiver und negativer Belichtungscharakteristik verarbeitet. Für andere Strukturierungstechniken oder Planarisierungsverfahren kommen Polymersysteme wie BCB (Cyclotene), Epoxydharz (SU-8) oder Polyimide zum Einsatz.

Alle Lacke werden auf automatischen Lackanlagen (Süss MicroTec ACS 200, IOS Cube 5) mit exzellenter Homogenität und Reproduzierbarkeit aufgebracht und nach der Belichtung entwickelt. Die Anlagen verbinden Prozessflexibilität mit hoher Produktivität. Daneben werden weiterhin manuelle Techniken und die Verarbeitung von Waferteilstücken (Viertel) gepflegt. Das Entfernen der Lackmaske nach den strukturierenden Prozessen erfolgt mittels Liftprozessoren (Steag Hamatech und SSEC). Alle empfindlichen Lackprozesse werden in speziellen Reinraum-Bereichen durchgeführt, die besonders klimatisiert werden und mindestens Reinraumklasse ISO 5 aufweisen.

Fotolithografie

Waferstepper
Waferstepper NIKON NSR-2205i12D

Die fotolithografische Strukturierung wird bei einer Wellenlänge von 365 nm (i-Linie) unter Verwendung von Masken durchgeführt:

  • Projektionslithografie (5:1) mit Waferstepper

    • NIKON NSR-2205i12D
    • Projektionsverhältnis 5:1
    • Automatisches Handling von Wafern und Reticles
    • Ausgerüstet für 2"-, 3"- und 100 mm - Wafer
    • Automatische Justage
    • Flexible Waferbelegung durch Steppertechnologie
  • Kontaktlithografie mit Maskalignern

    • Süss MicroTec MA 100
    • EVGroup EVG 420

Je nach Lithografie-Verfahren können Strukturgrößen bis minimal 0,35 µm erreicht werden.

Elektronenstrahllithografie

Querschnitt Elektronenstrahllack
Querschnitt Elektronenstrahllack (2-Schichtsystem) für Lift-off-Technologie nach Belichtung und Entwicklung
E-Beam
Elektronenstrahl-Belichtungsanlage Vistec SB251

Die am FBH verfügbare Elektronenstrahlbelichtungsanlage (mit variablem Formstrahl) dient der Erzeugung von Strukturen mit Abmessungen von minimal 50 nm. Mit CAD erstellte Layouts werden mit Hilfe des Elektronenstrahls und geeigneten Lacken auf die Substrate übertragen. Die Elektronenstrahllithographie wird sowohl zur Herstellung von Masken und Reticles als auch zur direkten Belichtung von Sub-µm-Strukturen auf Wafern eingesetzt:

  • Direktbelichtung von Wafern der Größen 2"-, 3"- und 100 mm
  • Maskenbelichtung der Größen 4", 5" und 6"

Technische Daten der Elektronenstrahlbelichtungsanlage Vistec SB251:

  • Variabler Formstrahl
  • Vector-scan-Positionierung für hohe Produktivität
  • Betriebsspannung: 50 kV
  • Stromdichte: max. 20 A/cm2
  • Address grid: 1 nm
  • Auflösung: ≤ 50 nm (isolierte Linie in Resist)
  • Direct write Overlay-Genauigkeit: (3 σ) ≤ 30 nm
  • Stitching Genauigkeit: 30 nm max. dev.