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

4 DIE HERSTELLUNGSTECHNOLOGIEN
Die Gesamthöhe der Lackstrukturen auf dem Siliziumsubstrat beträgt im Endeffekt ca.
230 nm (~160 nm Underlayer + ~70 nm Top-Layer), welches eine deutliche Steigerung
im Gegensatz zum Einzellagen-Lack-Systemen darstellt. Somit können mit Hilfe des
Zweilagen-Lacksystems deutlich tiefere Ätzprofile in der darunter liegende Schicht
erreicht werden. Ferner bietet die Verwendung eines PMMA-basierten Transferlayers
eher die Möglichkeit, siliziumhaltige Substratmaterialien zu strukturieren, da das
PMMA eine höhere Beständigkeit gegen fluorhaltige Chemie als der ebenfalls
siliziumhaltige UV-Lack bietet.
Trotz optimierter Prozessparameter oder Doppellagen-Lacksystemen, welche tiefere
Ätzprofile erlauben, kann die Residual-Layer-Dicke der UV-Lacke nicht beliebig groß
gewählt werden. Die Erfahrung zeigte, dass eine Residual-Layer-Dicke, welche über die
hier standardisierten 35 nm hinausging, die Lackstrukturverluste durch chemische
Ätzprozesse bereits signifikant erhöhte, sodass Linienbreiten im sub-50 nm Bereich mit
hohen Residual-Schichten nicht zu realisieren waren.
Eine Lösung ist die Reduzierung des Residual-Layers, welches jedoch durch das hier
verwendete Elektroden-Layout nur bedingt möglich ist, da die großen Kontaktflächen
mit sehr dünnen Lacken nicht mehr realisiert werden können (vgl. Kapitel 4.2.3). Eine
weitere Alternative bieten andere Technologieverfahren, wie der Reverse-Tone-Prozess,
in dem Hartmasken verwendet werden können, durch die steilere Ätzflanken und hohe
Aspektverhältnisse zu realisieren sind.
4.2.6 Der Reverse-Tone-Prozess
Der Name des Reverse-Tone-Prozesses ergibt sich aus der Abbildungsweise der zu
realisierenden Strukturen. Diese werden nicht wie im herkömmlichen Imprint- und
anschließendem Übertragungsverfahren positiv auf das Substrat übertragen, sondern
durch einen Umkehrprozess (Reverse) als Negativ abgebildet [119]. Das Negativ ist in
diesem Fall als Umkehrung der Stempelstrukturen definiert, konkret: es werden
diejenigen Strukturen in den Substratwafer geätzt, die auch im Stempel vertieft sind.
Die Idee, einen Reverse-Prozess zu verwenden, entstand durch das Auftreten von
Strukturverlusten beim Residual-Etch nach dem UV-Imprint, da hier keine Ätzmaske
zur Verfügung steht. Eine Maskierung der Strukturen kann z.B. durch einen
Planarisierungsschritt hergestellt werden. Abbildung 4.28 zeigt anhand von REM-
Aufnahmen den Prozessablauf für den Reverse-Tone Prozess.
Nach der Nanoimprint-Lithographie wird auf den strukturierten UV-Lack (hier
UVcur06 Microresist Technology GmbH) ein SiO 2 -basiertes Glas (Spin-On Glas hier
MSQ - Methyl-Silsesquioxan, Accuglas-T111 von Honeywell) aufgeschleudert und
ausgehärtet (Abbildung 4.28 a). Das fließfähige Spin-On Glas füllt dabei die Gräben der
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