Entwicklung einer Nanotechnologie-Plattform für die ... - JuSER

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
war. Einige Lacke zeigten jedoch auch unter der Verwendung von Haftvermittlern
ungenügende Haftungseigenschaften auf 100 mm Wafern, welche mit Platin beschichtet
waren (mr-UVCur06 und mr-UVCur21 Microresist Technology GmbH). Außerdem
wurden teils unzureichende Übertragungseigenschaften während des Residual-Ätzens
mittels RIBE festgestellt (AMONIL Amo GmbH).
Ein zufrieden stellendes Haftungs- und Ätzverhalten auf 100 mm Pt-beschichteten
Wafern bot der UV-Lack der Firma Nanonex NX-2010. Dieser kann als
Zweilagensystem (Bilayer-Resist-Coating) oder in Kombination mit einem
Haftungsvermittler (Ti-Prime der Firma MicroChemicals GmbH) aufgeschleudert
werden. Für das Zweilagensystem wird zunächst ein 200 nm Underlayer-Lack
aufgetragen, der als Transferschicht für nachfolgende Prozesse dient. Der Underlayer-
Lack ist ein PMMA, welcher zum einen als Ätzmaske verwendet werden kann, da
neben dessen relativ hoher Schichtdicke die Chemiebeständigkeit in
Trockenätzverfahren (vor allem gegen Fluorchemie in der Siliziumstrukturierung) als
Vorteil gilt. Zum anderen kann der Underlayer-Lack in organischen Lösungsmitteln
gelöst werden, so dass Lift-Off-Prozesse mit Hilfe des PMMAs möglich sind.
Bei der Verwendung des Haftvermittlers Ti-Prime wird keine zusätzliche
Transferschicht aufgetragen. Hier dient lediglich der UV-Lack z.B. als Ätzmaske in den
nachfolgenden Prozessschritten, welches die Ätztiefen jedoch aufgrund der geringeren
Lackdicke und der geringeren Selektivität (vor allem in Fluorprozessen) limitiert. Im
Verlauf der Versuchsreihe stellte sich dieser Prozess durchaus als gute Alternative für
die Herstellung von Nanoelektroden der Crossbar-Arrays heraus und wurde damit als
Standard eingeführt (siehe Kapitel 4.2.5).
Das Beschichten der Wafer für den UV-Imprint bestand zunächst darin, den Ti-Prime
aufzuschleudern und auszuheizen, um eine Haftschicht von wenigen Nanometern Dicke
entstehen zu lassen. Anschließend wurde der UV-Lack NX-2010 aufgeschleudert.
Dieser wird nicht ausgeheizt, da dessen Fließfähigkeit während des Imprint-Prozesses
erhalten beleiben muss. Die Lackdicke kann über die Drehzahl und die Beschleunigung
der Schleuder eingestellt werden (siehe Abbildung 4.14). Dabei werden bei einem
dreiprozentigen Feststoffgehalt des NX-2010 Schichtdicken zwischen ca. 200 nm und
80 nm erzielt (y-Achse Abbildung 4.14). Die Drehzahl wird stets in „rounds per
minute“ [rpm] und die Beschleunigung in „rounds per minute per second“ [rpm/s]
angegeben (x-Achse und Inset Abbildung 4.14).
Neben der Reduzierung der Lackdicke durch Erhöhung von Drehzahl und
Beschleunigung können dünnere Lackschichten durch Verdünnung des Lacks mit einem
Lösungsmittel erreicht werden. Durch die Beimischung von Methylmethacrylat (MMA
C 5 H 8 O 2 ) wird der Feststoffgehalt des Lacks verringert. Mit Hilfe der Verdünnung des
UV-Lacks (z.B. NX2010 : MMA → 1 : 2 → 1 % Feststoffgehalt) konnten Lackdicken
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