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

5 HERSTELLUNG VON CROSSBAR-STRUKTUREN
Das Dünnen der Schicht wurde mit einem Ar-Sputterprozess in der RIBE-Anlage
durchgeführt. Es wurde hierbei kein reaktiver Ätz-Prozess, beispielsweise mit CF 4 ,
verwendet, da das Dünnen der Glasschicht einem kontrollierten Polierschritt gleichen
sollte. Zumal sich die Ätzrate des Pt und die des MSQ in dem Sputterprozess ähneln -
beide liegen bei ~ 20 nm/min - entsteht nahezu keine Ätzselektivität. Somit besteht
einerseits die Möglichkeit, eine gute Endpunktkontrolle, aufgrund der sehr geringen
Ätzrate, zu erzielen. Andererseits birgt ein leichtes Überätzen der Metall-Elektroden
kein signifikantes Risiko, da stets eine Abtragung der gesamten Schicht (hier bestehend
aus einer Mischung von Pt und MSQ) gewährleistet ist.
Ein reaktiver Ätzprozess impliziert höhere Ätzraten des Spin-On-Glases von
~ 50 nm/min. Die Ätzrate des Pt bleibt hingegen mit ~ 20 nm/min geringer. Somit
resultiert eine Ätzselektivität von MSQ zu Pt von ~ 2,5 durch die Verwendung des CF 4
als Prozessgas. Eine Überätzung nach Erreichen der Pt-Oberfläche muss durch die
erhöhte Selektivität demzufolge unbedingt vermieden werden. Da die Metallelektroden
beim Überätzen deutlich langsamer abgetragen werden als die MSQ Zwischenräume,
entsteht eine ungleichmäßige Oberfläche, womit die Planarisierung erfolglos ist.
Das Planarisierungsverfahren mittels Ar-Sputtern bot dementsprechend größere
Toleranzen, sodass sich der Sputterprozess als wesentlich reproduzierbarer darstellte
und in Folge dessen als Standard eingeführt wurde.
Die Herstellung der Bottom-Elektroden war mit der Planarisierung abgeschlossen. Im
Anschluss wurden Top-Elektroden realisiert, welche in einem Alignment-Verfahren
zunächst vor dem Imprint orthogonal zu den Bottom-Eletroden ausgerichtet werden
mussten.
5.2 Alignment
Das Ausrichten des Imprint-Stempels, auf dem sich Top-Elektroden-Strukturen
befanden, zu einer vorstrukturierten 100 mm Waferscheibe, auf der die Bottom-
Eketroden hergestellt waren, wurde mit einem Standard-Mask-Aligner (MA-6 Süss
Microtec) durchgeführt. Da dieses Gerät üblicherweise für optische Lithographie-
Anwendungen eingesetzt wird, musste ein angepasster Maskenhalter gefertigt werden,
der den Einsatz von transparenten Glaswafern ermöglichte. Im Design des Halters war
neben der andersartigen Dimensionierung der Wafermasken (z.B. die unkonventionell
runde Maskenform und die geringe Dicke von 500 μm) darauf zu achten, dass der
Stempel nach der Justage auf dem zu strukturierenden Substrat abgelegt werden konnte.
Es wurde dementsprechend ein Ventil integriert, welches durch Öffnen die
Vakuumzufuhr des Halters unterbrach, durch die der Stempel gehalten bzw. fixiert
wurde. Nach dem Alignment musste der ausgerichtete Waferstapel zur Imprint-Anlage
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