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

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5 HERSTELLUNG VON

5 HERSTELLUNG VON CROSSBAR-STRUKTUREN Memory-Funktion konnte die Position des Mikroskops über den Markern gespeichert werden. Der erste Justage-Schritt bestand zunächst darin, M S und M W grob übereinander zu legen. Dabei wurde der Substrat-Wafer mit Hilfe des positionierbaren Probenhalters ausgerichtet, wohingegen der Stempel stets fixiert blieb. Die Position des Probenhalters konnte dabei über Mikrometerschrauben in X-Y-Richtung variiert werden. Ferner konnte eine Winkelkorrektur, bei einer Verdrehung von M W und M S zueinander, vorgenommen werden. Während der Feinjustage, durch welche die maximale Alignment-Präzision erzielt werden sollte, wurden abwechselnd die Marker in der Wafermitte und die Marker, welche außen positioniert waren, mit dem Mikroskop angefahren. Dabei wurde stets im Zentrum die X-Y-Korrektur und auf dem Waferrand die Winkelkorrektur alternierend durchgeführt, bis die Alignment-Marker (im Rahmen der erreichbaren Genauigkeit) korrekt aufeinander lagen. Nach der Ausrichtung wurde der Substratwafer in Kontakt mit dem Stempel gebracht. Der niedrig viskose UV-Lack, welcher zuvor für den anschließenden Imprint aufgebracht wurde, sorgte dafür, dass sich der Stempel auf dem Wafer ansaugte. Dadurch war eine Haftung des Stempels auf dem Wafer auch während des Transports zur Imprint-Anlage gewährleistet. Es wurden keine Einflüsse der Handhabung während des Probentransfers auf die Güte des Alignments festgestellt. Die justierten Wafer konnten auch durch vorsätzliche, mechanische Einflüsse nicht (sichtbar) gegeneinander verschoben werden. Die Marker, welche für das Ausrichten verwendet wurden, bestanden aus zwei unterschiedlichen Strukturen. Es waren sowohl Kreuzstrukturen für die grobe Justage als auch kreisförmige Moiré-Strukturen für das feine Alignment auf Substrat und Maske vorgesehen. Die Moiré-Strukturen dienten dabei der Präzisionssteigerung der Ausrichtung durch optische Interferenz-Effekte. Abbildung 5.6 zeigt das Design beider Markertypen. Das Stempellayout wurde derart designed, dass bei einer 180°-Rotation des Stempels um dessen Mittelpunkt orthogonal ausgerichtete Elektroden-Arrays entstanden. Die eine Hälfte des Stempelwafers beinhaltete dementsprechend vertikale, die andere horizontale Elektrodenstrukturen. Ferner wurden Alignment-Markerpaare entworfen, welche bei einer 180°-Rotation des Layouts übereinander lagen. In Abbildung 5.6 a) und b) sind die beiden unterschiedlichen Kreuzstrukturen für die Grobjustage dargestellt, welche aufeinander positioniert wurden. Sowohl die quadratische Umrandung (Breite: 160 μm bzw. 180 μm) als auch die zentrale Kreuzstruktur (Kreuzzentrum: 2 μm) wurden unterschiedlich dimensioniert, sodass durch die Überlagerung beider Designs Überlappungseffekte entstanden, welche mit Hilfe des optischen Mikroskops 73

5 HERSTELLUNG VON CROSSBAR-STRUKTUREN wahrgenommen werden konnten (vgl. Abbildung 5.7 a). Es boten sich dabei für eine grobe Erstjustage die Überlappung der quadratischen Randstrukturen an. Weiterhin ließen die Kreuzstrukturen im Zentrum, durch deren geringeren Überlappungsspielraum, eine wesentlich feinere Justierung zu. Nachzuvollziehen ist dies an den hellen Flächen seitlich der Kreuze. Sie sind mit 1 μm x 10 μm dimensioniert. Bei einem erfolgreichen Alignment erscheinen diese relativ kleinen Flächen an allen Seiten des Kreuzes gleich groß. a) b) c) Abbildung 5.6: Alignment-Marker: a), b) Kreuzstrukturen für das grobe Alignment, c) kreisförmige Moiré-Strukturen für das feine Alignment. Abbildung 5.6 c) zeigt das Layout der Moirè-Strukturen, welche für die Feinstjustierung entworfen wurden. Die Struktur bestand aus kreisförmigen Linien unterschiedlichen Durchmessers, welche einen definierten Abstand zueinander aufwiesen. Auch hier 74