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

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
nicht entfernt wurde. Dies liegt daran, dass hier die Lackdicke höher war als im nahen
Umfeld der Strukturen und die Ätzzeit somit nicht ausreichte, um den Restlack zu
entfernen. Die höhere Restlackschicht ergibt sich dadurch, dass sich im entfernten
Umfeld der Lack-Elektroden keine weiteren Strukturen befinden und der Lack nicht
verdrängt werden kann. Im Gegensatz zu den Stellen, an denen der fließfähige Lack die
Vertiefungen des Stempels füllt und sich somit die initiale Lackdicke verringern kann,
bleibt an den Stellen, in deren nahen Umfeld sich keine Strukturen befinden, die initiale
Lackdicke erhalten. Um diesen Restlack zu entfernen und auch hier das sich darunter
befindende Metall freizulegen, muss die Breakthrough-Etch-Zeit dementsprechend
länger gewählt werden. Abbildung 4.16 zeigt also einen nicht komplettierten Residual-
Ätzschritt.
Wird die Ätzzeit für den Residual-Layer verlängert, so besteht die Gefahr, dass die
Elektroden-Lackstrukturen verloren gehen. Die Höhe der Strukturen und damit die
Tiefe des Stempels muss stets deutlich größer sein als die des Restlacks. Bei der
Stempelherstellung wurden Strukturtiefen von 100 nm realisiert. Somit ergibt sich
beispielsweise eine Differenz von Strukturhöhe und Restlackhöhe von 90 nm bei einem
Feststoffgehalt von 1,5 % des NX-2010 mit:
D Differenz = D Stempel + D Residual-Layer - D Initial-Dicke
Diese Differenz genügte zur erfolgreichen Herstellung von Nanoelektroden für
Crossbar-Strukturen, wie in empirischen Untersuchungen festgestellt werden konnte.
Wird die initiale Lackdicke zu gering gewählt, entstehen Probleme bei der Realisierung
großer Flächen, hier der Kontaktflächen und der Mikrometer-Zuleitungen der
Elektrodenstrukturen. Große Kontaktflächen bedeuten große Volumina im Stempel,
welche während des Imprints mit Lack gefüllt werden müssen. Steht durch eine zu
geringe Lackdicke nicht genügend Material zur Verfügung, so werden große Volumina
unvollständig ausgefüllt. Abbildung 4.17 zeigt die Auswirkung einer zu geringen
Lackdicke auf die Fülleffizienz großer Volumina anhand der Elektrodenstrukturen.
Wird z.B. die initiale Lackhöhe mit ~ 20 nm gewählt, so können sowohl die
Kontaktflächen (Abbildung 4.17 a) als auch die Mikrometerzuleitungen
(Abbildung 4.17 b) der 32 bit-Struktur nicht mehr adäquat gefüllt werden. Es treten
blasenartige Füllmuster auf, wobei sich zunächst die Ränder der großen Strukturen
aufgrund von Kapillarkräften füllen. Das Auffüllen findet demzufolge von Außen nach
Innen statt [111]. Elektrodenkonfigurationen, die weniger Zuleitungsperipherie
umfassen, also 8 bit und 16 bit Strukturen, bieten ein geringeres Großvolumen und sind
daher durch geringere Lackdicken leichter vollständig auffüllbar. Abbildung 4.18 zeigt
die Füllungseffizienz verschiedener Elektrodenstrukturen bei einer Lackdicke von
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