Maskentechnik

  • Maskentechnik

    Für die optische Lithografie wird zunächst eine Maske mit der Struktur eines oder mehrere Chips erzeugt, die dann später auf eine Ebene auf dem Wafer übertragen werden soll. Dazu verwendet man eine Glas- oder Quarzplatte, die zunächst flächendeckend mit Chrom beschichtet ist. Um die Maske strukturieren zu können wird eine Deckschicht mit foto- bzw Elektronenstrahl-empfindlichen Lack verwendet. Die Strukturierung der Chromschicht der Maske geschieht dann mit einem Elektronenstrahlschreiber oder einem sogenannten Pattern-Generator.

    In einem Pattern-Generator wird die mit Fotolack beschichtete Maske mit dem gewünschten Muster belichtet. Dazu werden mit justierbaren Blenden Schritt für Schritt mit jeweils kurzen Lichtblitzen die gewünschten Bereiche bestrahlt. Im folgenden Schritt werden dann die belichteten Teile des Lacks gelöst, worauf dann die darunterliegende Chromschicht in einem Nasschemischen Ätzverfahren abgetragen wird. Man enthält dadurch ein sogenanntes Reticle, das die Struktur weniger oder auch nur eines Chips enthält.

    Dieses Reticle kann nun für die Projektionsbelichtung eingesetzt werden, bei der dessen Struktur im Step-and-repeat Verfahren mehrmals auf den Wafer abgebildet wird. Zu diesem Verfahren stellt die Maske die gewünschte Struktur vergrößert dar.

    Außerdem kann das Reticle als Vorlage dienen um größere Masken zu erzeugen, die auch direkt die Struktur für den kompletten Wafer abbilden können.

    Elektronenstrahlschreiber
    Die Struktur der Maske kann auch durch Belichtung mit einem geführten fokussierten Elektronenstrahl erzeugt werden. Hierfür ist die Maske mit einem für den Elektronenstrahl empfindlichen Lack beschichtet.

    Mit diesem Verfahren können sehr feine Strukturen erzeugt werden, deutlich geringere Abmessungen als 100nm sind möglich. Die Auflösung ist dabei im Wesentlichen durch das folgende Ätzverfahren begrenzt. Der Aufwand der Technik ist jedoch hoch, da die sie unter Hochvakuumbedingungen realisiert werden muss. Zudem beansprucht sie eine große Bearbeitungszeit.

    Der Ablauf der Maskenherstellung:

    1. Zunächst wird die lichtempfindliche Lackschicht selektiv belichtet, so dass die darunterliegende Chromschicht in den folgenden Schritten mit der gewünschten Struktur versehen werden kann.

    2. Mit einer geeigneten Entwicklerlösung werden nun Teile des Lacks entfernt, die nach der Belichtung löslich sind.

    3. Nun wird diese Struktur in einem Ätzverfahren auch auf die Chromschicht übertragen.

    4. Schließlich wird der verbleibende Lack entfernt.

    5. Zur Anwendung im Projektionsverfahren wird schließlich das Pellicle, eine dünne Folie über der Maske befestigt. Diese soll Staubpartikel abhalten (siehe auch Projektionsverfahren in link: Optische Belichtung)