Produktinformation E-BE am REsists - Innovation Kreativität Kundenspezifische Lösungen - Allresist
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Innovation
Kreativität
Kundenspezifische Lösungen
Produktinformation
E-Beam ResistS
1
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
DIE ALLRESIST GMBH Gesellschaft für chemische Produkte
UNSERE NEUIGKEITEN
zur Mikrostrukturierung mbH
Photoresists
Photoresists
Die Allresist GmbH bietet eine breite Palette an Re- 2017 - 2020
sists und Prozesschemikalien für alle Standardprozes- Weitere 3 bedeutende Neuentwicklungen lassen grundsätz- Ein Copolymer auf der Basis von Methylstyren-
se der Photo- und E-Beam-Lithographie zur Herstel- lich neue Resistanwendungen zu: sehr stabiler Negativresist α-chlormethacrylat garantiert hohe Empfindlich-
lung elektronischer Bauteile an. Atlas 46 (AR-N 4600, vglb. SU-8), thermisch strukturierba- keit und exzellente Auflösung, steilen Kontrast
Als unabhängiger Resisthersteller entwickeln, pro- rer Phoenix 81 (AR-P 8100, Nanofrazor) und höchstauflö- sowie eine hervorragende Plasmaätzstabilität.
duzieren und vertreiben wir unsere Produkte selbst. sender Medusa 82 (SX AR-N 8200 vglb. HSQ). Medusa 82 Mit verschiedenen CSAR-Entwicklern kann eine
Seit 1992 auf dem Markt, nutzt Allresist ihr Know hat eine bessere Lagerstabilität als der HSQ. Seine Empfind- Auflösung bis 10 nm und eine Empfindlichkeit
how aus 30 jähriger Resistforschung und produziert um 10 µC/cm² realisiert werden. In einem Zwei-
lichkeit kann durch einen Post Exposure Bake oder durch den
ihre Produkte in höchster Qualität (ISO 9001). lagensystem mit PMMA können kleinste Struktu-
Zusatz von Säuregeneratoren bis zum 20 fachen Wert ge- ren mit extremen Unterschnitt erzeugt werden.
Als chemischer Betrieb sind wir uns der besonde- steigert werden. Außerdem ist eine Variante in der Entwick-
ren Verpflichtung für eine gesunde Umwelt bewusst. lung, die auch mittels Breitband-UV prozessiert werden kann. 2012
Ein verantwortlicher, schonender Ressourcenumgang Mit dem neuen E-Beam-Resist AR-N 7520/4
Die gebrauchsfertigen Sprühlacke AR-P 1200, AR-N 2200
und freiwilliger Ersatz umweltgefährdender Produkte ab 2014 AR-N 7520 neu bringt Allresist einen
sind gelebte Politik. Allresist ist umweltzertifiziert (ISO dienen der gleichmäßige Bedeckung senkrechter Gräben,
Geschäftsführende Gesellschafter Brigitte und Matthias Schirmer hochauflösenden und gleichzeitig empfindlichen
mit Tochter und Nachfolgerin Ulrike Schirmer 14001) und Umweltpartner des Landes Brandenburg. geätzter 54° Böschungen sowie für spin coating.
Resist auf den Markt: Im Vergleich zu dem bis-
2016 herigen E-Beamresist verfügt er über eine 7-fa-
Das Unternehmen ist mit seiner umfangreichen Pro- Für eine effiziente Ableitung der Aufladungen bei der
duktpalette weltweit vertreten. Neben unseren Stan- che höhere Empfindlichkeit. Die Dose to clear
E-Beam-Lithographie auf isolierenden Substraten wurden der einer 100-nm-Schicht reduziert die Schreibzei-
dardartikeln fertigen wir kundenspezifische Produkte. AR-PC 5090 und 5091 (Electra 92) entwickelt. Die neuen ten bei 30 KV auf 35 µC/cm².
Darüber hinaus entwickelt Allresist innovative Pro- sehr leitfähigen Schutzlacke können auf PMMA, CSAR 62 und
dukte für Zukunftstechnologien wie z.B. die Mikro- 18 neue Anisol-PMMA-Resists AR-P 632 ...
HSQ bzw. auf novolakbasierten E-Beamresists eingesetzt und
systemtechnik und Elektronenstrahllithographie. 672 der Typen 50K, 200K, 600K und 950K
nach dem Prozess einfach und vollständig entfernt werden.
In diesen Wachstumsmärkten werden leistungsfähige, ergänzen die bisherige Anisol-PMMA-Resist-
Darüber hinaus kann Electra 92 als Ersatz für die Metallbe- palette, die genau wie die Chlorbenzen-PMMA-
empfindliche und hochauflösende Lacke benötigt. dampfung bei REM-Aufnahmen verwendet werden. Resists die hohen Anforderungen der E-Beam-
Unsere neu entwickelten E-Beamresists CSAR 62 2014, 2015 Technologie erfüllen.
und Medusa 82 entsprechen diesen Forderungen und Aufgrund der reprotoxischen Einstufung des Rohstoffes NEP
befördern mit ihren exzellenten Eigenschaften weg- 2011
in den Removern AR 300-70, 300-72 führt Allresist hierfür
weisende Technologien. Mit Electra 92 als leitfähiger einen gesundheitsunschädlicheren Remover AR 300-76 ein. Bis 400 °C temperaturstabile Polyimidresists
Top-Layer können E-Beamresists auch auf isolierenden sind als Schutzlack unter der Bezeichnung SX
Schichten wie Glas, Quarz, GaAs verarbeitet werden. Unser flexibles Eingehen auf Kundenwünsche verbun- 2013 AR-PC 5000/80 sowie als Photoresist unter
den mit einer effizienten Produktionstechnologie erlau- Der 5 µm-Lack AR-N 4400-05 vervollständigt die CAR-Se-
32 nm-Technologie mit SX AR-N 7520/4 = AR-N 7520.07 neu dem Namen SX AR-P 5000/82 erhältlich.
ben eine rasche Verfügbarkeit. Daraus resultieren sehr rie 44, einer wirksamen Alternative zum SU-8. Der Schicht-
kurze Lieferzeiten, kleine Abpackungen ab ¼ l, 100 ml dickenbereich beträgt damit 2,5 µm - 100 µm. Neue Anwendungen in Mikrobiologie und Optik
Testmuster sowie ein individueller Beratungsservice. ergeben sich mit unseren neuen fluoreszieren-
Der neue Remover AR 600-71 ist ein besonders effizienter den bzw. farbigen Resists. Farbstoffe bzw. Quan-
Allresist wurde für ihre wissenschaftlichen und wirt- Remover für höher getemperte E-Beam- und Photoresist-
tendots bringen die Strukturen zum Leuchten.
schaftlichen Spitzenleistungen vielfach ausgezeichnet schichten (210 bzw. 170 °C) bereits bei Raumtemperatur.
(Technologietransferpreis, Innovationsspreis, Kunden- Der neue Elektronenstrahlresist CSAR 62 ist eine Weiter- Für organische Halbleiter und flexible Substrate
10 nm-Strukturen mit dem AR-P 6200 = CSAR 62 (100 nm pitch) champions, Qualitätspreis und Ludwig-Erhard-Preis). entwicklung des bekannten ZEP-Resists. werden in Zukunft fluorierte Polymere (vglb. mit
Interessante Neuigkeiten und weitere Informationen Cytop) zur Verfügung stehen.
haben wir für Sie auf unserer Website zusammenge- Die Bottom-Resists der Serie AR-BR 5400 wur-
Stand: Januar 2021
Stand: Januar 2021
stellt. In unserem Resist-WIKI und den FAQ können den für die technologischen Anforderungen eini-
Sie rasch Antworten auf viele Fragen finden. ger großer Kunden optimiert. Sie werden als un-
tere Schicht in einem 2 Lagensystem (Photoresist
WWW.ALLRESIST.DE 22 nm-Strukturen mit Zweilagensystem AR-P 6200.09 / AR-P 679.03
oben) v.a. für Lift-off-Anwendungen genutzt.
2 3
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Inhalt & Produktübersicht E-Beam Resists Produktportfolio E-Beam Resists
E-Beam Resists
E-Beam Resists
Produktportfolio E-Beam Resists��������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 Resist- Produkt Do/ µm Typ charakteristische Anwen- Auflösung Kon- Belich- Ver- Ent- Remo-
System 4000 rpm Eigenschaften dung [nm] * trast tung dünner wickler ver
Allgemeine Produktinformationen zu Allresist - E-Beamresists����������������������������������������������������������������6
Copolymer 0,09-1,75 höchstauflösend, 2x
ICs, 600-50 600-71
Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists ����������������������������������������������������8 AR-P 617 PMMA/MA Methoxy- empfindlicher als
Masken
10 / 100 6,0 600-07
600-55 300-76
33% propanol PMMA, lift off
Positiv - E-Beamresists AR-P 610 er��������������������������������������������������������������������������������������������������������12
PMMA 0,02-1,70 höchstauflösend,
Positiv - PMMA E-Beamresists AR-P 630 - 670 er����������������������������������������������������������������������������������16 AR-P 641-
200K, 600K, Chlor- universell, prozessstabil,
ICs,
6 / 100 7,0 600-01
600-55 600-71
671 Masken 600-56 300-76
950K benzen einfache Verarbeitung
Positiv - E-Beam Resists AR-P 6200 (CSAR 62)��������������������������������������������������������������������������������������20
PMMA 50K, höchstauflösend,
Positiv E-Beam Resists AR-P 6500��������������������������������������������������������������������������������������������������������28 AR-P 632-
200K, 600K,
0,01-1,87
universell, prozessstabil,
ICs,
6 / 100 7,0
E-Beam,
600-02
600-55 600-71
672 Anisol Masken Tief-UV 600-56 300-76
950K einfache Verarbeitung
Thermisch strukturierbarer Positiv Resist AR-P 8100����������������������������������������������������������������������������30
positiv
PMMA 50K, höchstauflösend,
Negativ - E-Beam Resists AR-N 7500 ����������������������������������������������������������������������������������������������������36 AR-P 639-
200K, 600K,
0,02-0,74
universell, prozessstabil,
ICs,
6 / 100 7,0 600-09
300-55 600-71
679 Ethyllactat Masken 300-56 300-76
950K einfache Verarbeitung
Negativ - E-Beam Resists AR-N 7520 neu����������������������������������������������������������������������������������������������38
6200.04, .09,
Negativ - E-Beam Resists AR-N 7520 ����������������������������������������������������������������������������������������������������40 AR-P 6200 6200.13 0,08 ; 0,4
höchstauflösend, ICs, 600-546
600-71
hochempfindlich, Sensoren, 6 15 600-02 600-548
CSAR 62 ; 0,2 300-76
Negativ - E-Beam Resists AR-N 7700 ����������������������������������������������������������������������������������������������������42 Styrenacrylat plasmaätzresistent Masken 600-549
Negativ - E-Beam Resists AR-N 7720 ����������������������������������������������������������������������������������������������������46 AR-P 6510.15, .17 350 rpm: hohe PMMA-Schichten Mikrobau- 600-71
1 µm 10 E-Beam 300-12 600-56
6500 PMMA 28, 56 bis 100 µm für MST teile 300-76
Protective Coating PMMA-Electra 92 (AR-PC 5090) ����������������������������������������������������������������������������50
AR-PC Polyanilin-D. leitfähige Schutzlacke zur Ableitung von Aufladungen für
Protective Coating Novolak-Electra 92 (AR-PC 5091) ��������������������������������������������������������������������������52 5000
0,04 ; DI-
5090.02 PC Nichtnovolak-E-Beamresists (PMMA, CSAR 62, HSQ) - -
0,03 Wasser
Electra 92
Höchstauflösende Negativresists Medusa 82 ����������������������������������������������������������������������������������������56 5091.02 Novolak-E-Beamresists (z.B. AR-N 7500, 7700)
7500.08, mix & match, hoch- E-Beam,
Höchstempfindliche Negativresists Medusa 82 UV����������������������������������������������������������������������������� 58 AR-N
7500.18
0,1 ;
auflösend, plasma-
ICs,
40 / 100 5,0 Tief-UV, 300-12 300-47
3 0 0 - 76
7500 0,4 Masken 300-73
Novolak ätzresistent, pos./neg. g-, i-line
7520.07, .11, mix & match, E-Beam,
AR-N 0,1 ; 0,2; ICs, 300-46 300-73
7520.17 höchstempfindlich, 30 8,0 Tief-UV, 300-12
7520 neu 0,4 Masken 300-47 300-76
Novolak höchstauflösend i-line
7520.073, mix & match, E-Beam,
negativ
AR-N 0,1 ; ICs, 3 0 0 - 76
7520.18 höchstauflösend, 28 10 Tief-UV, 300-12 300-47
7520 0,4 Masken 300-73
Novolak hochpräzise Kanten i-line
7700.08, CAR, hochauflösend,
AR-N 0,1 ; ICs, 300-46 300-73
7700.18 hochempfindlich, steile 80 / 100 5,0 300-12
7700 0,4 Masken 300-47 300-76
Novolak Gradation E-Beam,
7720.13, CAR, hochauflösend, Tief-UV
AR-N 0,25 ; diffrakt. 300-76
7720.30 flache Gradation für 80 / 200 < 1,0 300-12 300-47
7720 1,4 Optiken 300-72
Novolak dreidimens. Strukt.
PPA-
8100.03, 0,03 ; Thermostrukturierbarer Resist,
Polymer pos. 10 1-10 tSPL 600-02 - 600-02
8100.06 0,08 höchstauflösend mit NanoFrazor
Phoenix 81
SX AR-N 8200.03, 0,05 ; Höchstauflösende und ätzstabile E-
10 5 2n
8200 Beam Resists, vergleichbar mit HSQ,
8200.06, 0,10 ; 10 5 600-07 300-47 NaOH,
jedoch deutlich prozessstabiler, einfa-
Medusa 82 8200.18 0,40 20 5 BOE
cher entfernbar und länger haltbar
negativ
E-Beam
Stand: Januar 2021
Höchstauflösende und ätzstabile
Stand: Januar 2021
SX AR-N 8250.03, 0,05 ; 15 8 2n
8250 E-Beam Resists, vglb. mit HSQ, jedoch
8250.06, 0,10 ; 15 8 600-07 300-47 NaOH,
deutlich empfindlicher, prozessstabiler,
Medusa 82 8250.18 0,40 20 8 BOE
einfacher entfernbar und länger haltbar
Alle Lacksysteme erhalten eine optimale Haftung mit dem Haftvermittler AR 300-80 neu, der vor dem Resistauftrag erfolgt.
Die Resists AR-P 617, 631-679, 6200 benötigen nach der Entwicklung ein kurzes Abstoppen im Stopper AR 600-60.
4 5
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Allgemeine Produktinformationen zu Allresist - E-Beamresists Allgemeine Produktinformationen zu Allresist - E-Beamresists
E-Beam Resists
E-Beam Resists
Dieser allgemeine Teil ist der erklärende und ergänzende Teil zu den einzelnen E-Beamresistinformationen und vermit- Die feinen Strukturen werden mit dem Elektronenstrahl Novolakbasierte E-Beam Resists sind dagegen wie Pho-
telt einen ersten Überblick sowie Hintergrundwissen. Unter www.allresist.de finden Sie darüber hinaus unsere FAQs in die Resistschicht eingeschrieben, dann erfolgt die UV- toresists lichtempfindlich, reagieren auf Licht- und Tem-
sowie unser Resist-WIKI und eine detaillierte Produkt-Parametersammlung. Belichtung (i-line) der größeren Strukturen. Anschließend peratureinwirkung und altern stärker im Verlauf ihrer La-
werden die Resists wie üblich entwickelt. Die maximale gerung. Sie werden in lichtgeschützten Braunglasflaschen
Überblick über Aufbau, Wirkungsweise und Ein Sonderfall sind die AR-P 6510 er PMMA-Resists für abgefüllt, kühl gelagert und dürfen nur in Gelblichträumen
Auflösung des AR-N 7520 kann bei sehr dünnen Schich-
Eigenschaften von E-Beamresists hohe Schichtdicken (bis 100 µm) für die LIGA-Technik. (λ > 500 nm) verarbeitet werden.
ten < 30 nm betragen.
E-Beam Resists (Elektronenstrahlresists) sind für Elektro- Copolymerresists wie der AR-P 617 bestehen aus Copoly- Die Haltbarkeitsdauer von 6 Monaten ab Verkaufsdatum
nenstrahl-, Ionenstrahl- und Tief-UV-Anwendungen zur meren auf der Basis von Methylmethacrylat und Methacryl- ist bei Umgang und Lagerung nach den in der Produktin-
Herstellung von höchstintegrierten Strukturen konzipiert. säure (PMMA/MA 33 %) gelöst in dem Safer-solvent-Löse- formation beschriebenen Vorschriften gewährleistet. Dar-
Sie werden für die Maskenfertigung und bei maskenlosen mittel 1-Methoxy-2-propanol. Der CSAR 62 (AR-P 6200) über hinaus sind die Produkte bei vorschriftsmäßiger Lage-
Lithografieverfahren für die Strukturierung von Schichten ist styrenacrylatbasiert und in dem Safer-solvent-Lösemittel rung ohne Gewähr bis zum Etikettendatum verwendbar.
bzw. Wafern in der Prototypen- oder Kleinserienherstel- Anisol gelöst. Copolymerresists arbeiten positiv und haben Als vorschriftsmäßige Lagerung gelten unsere empfoh-
lung eingesetzt. eine 3-4 fache höhere Empfindlichkeit gegenüber PMMA- lenen Lagertemperaturen. Diese sind in der Produktin-
E-Beamresists werden im Direktschreibverfahren oder Resists. Darüber hinaus sind die Polymerschichten bis 240 formation unter dem jeweiligen Produkt in der Tabelle
mittels maskenbasierter Technik (z.B. „stencil mask“) ge- °C thermisch stabil, die Glastemperaturen liegen beim AR-P Eigenschaften aufgeführt.
nutzt und können auch für Mehrlagen-Prozesse verwen- 617 bei 150 °C und CSAR 62 bei 148 °C. Oberhalb einer Mit dieser Zusatzinformation möchten wir den Anwen-
Wellenlänge von 260 nm sind PMMA- und Copolymer- dern wertvolle Informationen zur möglichen weiteren Ver-
det werden (z.B. Herstellung von T-Gates). In dünnen
wendung geben. Allerdings muss jeder Anwender vorher
Schichten (< 100 nm) sind sie für die Nanometer-Litho- schichten optisch transparent. Da sie jedoch bei 248 nm
prüfen, ob dies für seine technologischen Belange ausrei-
graphie ausgezeichnet geeignet. In einem optimierten Ver- eine Absorption besitzen, ist auch eine Tief-UV-Belichtung
chend ist. Das ist unser Beitrag zum Kundenservice und
arbeitungsregime ist es möglich, Strukturen < 10 nm bei und Strukturierung mit diesen Resists, bei allerdings geringer Chemisch verstärkte E-Beamresists sind der AR-N 7700 Umweltschutz.
einer Schichtdicke von 50 nm zu realisieren. Empfindlichkeit, möglich. und 7720. Sie enthalten strahlungsempfindliche Säurege- Mehrere Jahre gelagerte novolakbasierte E-Beamresists sind
E-Beamresists werden mittels spin coating beschichtet und neratoren und benötigen immer ein Cross Linking Bake nur noch mit deutlichen Einschränkungen verwendbar. Das
zeichnen sich durch eine sehr gute Haftung auf Silizium, nach der Bestrahlung. Diese Resists sind hochauflösend gilt auch für bei zu hohen Temperaturen gelagerte sowie
Glas und den meisten Metallen aus. Bei dünnen Resists und gestatten Strukturauflösungen von 50-100 nm bei stark verdünnte Lacke, die rascher als normal altern.
liegt der optimale Bereich der Schleuderdrehzahl zwischen sehr guter Empfindlichkeit. Der AR-N 7720 ist aufgrund
2000 und 3000 rpm, bei dicken Lacken bei 500 bis 2000 seines gezielt eingestellten geringen Kontrastes für dreidi- Abwasserbehandlung
rpm. Für novolakbasierte E-Beamresists sind Drehzah- mensionale Strukturen wie diffraktive Optiken oder Holo- Durch Einstellen der verbrauchten, wässrig alkalischen
len bis 9000 rpm geeignet. Bei hochmolekularen PMMA gramme besonders gut geeignet. Developer- und Remover-Lösungen auf pH 9 bis 10 durch
(600K, 950K) sind Drehzahlen über 6000 rpm zu vermei- Die Brechzahlen betragen bei PMMAs 1,48, bei den Co- den Zusatz von Säuren und anschließender Abtrennung
den, da diese Lacke zum Verspinnen (Zuckerwatte-Effekt) polymeren AR-P 617 1,49 und CSAR 62 1,54. Novolakba- des Niederschlages können bis zu 90 % des organischen
neigen. Je nach Resisttyp können E-Beamresist-Schichten sierte E-Beamresists liegen bei 1,60 - 1,61. Materials aus den Developerabfällen entfernt werden.
von 10 nm bis 4 µm realisiert werden. Zur Entsorgung ist die filtrierte Lösung auf pH 6,5 bis 8,0
Kundenspezifische E-Beam Resists einzustellen. Die Abfallbeseitigung der festen Rückstände
Die Allresist GmbH verfügt über ein breites Sortiment
Die große Palette der Allresist Elektronenstrahlresists kann in geordneten Deponien oder durch Verbrennung
an unterschiedlichen Resisttypen, mit denen eine Viel-
deckt viele Applikationen der E-Beam-Lithographie ab. in behördlich genehmigten Anlagen erfolgen. Die gesam-
zahl von Anwendungen abgedeckt werden können: Novolakbasierte E-Beamresists, wie die AR-P 7400,
Für interessierte Industriekunden entwickelt Allresist melten Resist und Lösemittelabfälle sind in autorisierten
PMMA-Resists bestehen aus Polymethacrylaten verschie- AR-N 7500, 7520, 7700 und 7720 sind generell wässrig-
maßgeschneiderte Resists bzw. modifiziert Standardre- Verbrennungsanlagen zu entsorgen.
dener Molgewichte (50K, 200K, 600K und 950K) gelöst in alkalisch entwickelbar. Die Resists arbeiten alle negativ. sists nach den jeweiligen Technologieanforderungen.
Chlorbenzen (AR-P 641 … 671) bzw. den Safer-solvent- Eine Ausnahme ist der AR-N 7500, der unter Verwen- Sicherheitshinweise
Lösemitteln Anisol (AR-P 632 … 672), Ethyllactat (AR-P dung spezieller Parameter auch positiv arbeiten kann. Der Haltbarkeit und optimale Lagerbedingungen Resists, Thinner, Remover und Adhesion promoter enthal-
639 … 679) und 1-Methoxy-2-propylacetat (AR-P 6510). negative Arbeitsmodus wird durch organische bzw. amini- PMMA- und Copolymer-E-Beamresists sind im sichtba- ten organische Lösemittel, es ist für ausreichende Be- und
Sie arbeiten positiv. Dabei besitzt das Polymer 50K gegen- sche Vernetzer bewirkt, letztere benötigen zusätzlich Säu- ren Wellenlängenbereich nicht lichtempfindlich (Gelblicht Entlüftung im Arbeitsraum zu sorgen.
über dem 950K eine um 20 % höhere Empfindlichkeit. regeneratoren. Novolakbasierte E-Beamresists sind etwa nicht erforderlich) und reagieren weniger empfindlich als Developerlösungen sind basische, ätzende Flüssigkeiten.
zweimal plasmätzstabiler als PMMA-Resists und dienen novolakbasierte Resists auf Temperatureinwirkung. Sie al-
Stand: Januar 2021
Die Glastemperatur von PMMA-Schichten liegt bei 105 Der Kontakt mit den Developern ist zu vermeiden, da sie
Stand: Januar 2021
°C. Die Polymere sind bis 230 °C thermisch stabil. zur Strukturerzeugung mittels Elektronenstrahllithogra- tern nur sehr langsam, Alterungserscheinungen sind das die Haut reizen (Schutzbrille, Schutzhandschuhe tragen).
Die PMMA´s verfügen über eine exzellente Auflösung. So phie und zur Maskenherstellung. Einige E-Beamresists kön- allmähliche Eindicken, das jedoch ohne Qualitätseinbußen Die EG-Sicherheitsdatenblätter unserer Produkte können
sind mit dem AR-P 679.02 6 nm Stege mit einem Aspekt- nen auch durch Mix-&-Match-Prozesse von E-Beam- und bleibt. Lediglich die Schichtdicke wird etwas höher, was Sie unter www.allresist.de / Produkte abrufen oder unter
verhältnis von 10 erreichbar. UV-Belichtungen (7400, 7520, 7700) strukturiert werden. jedoch beim Beschichten leicht korrigiert werden kann. info@allresist.de anfordern.
6 7
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists
E-Beam Resists
E-Beam Resists
0. Haftung - Substratvorbehandlung sofort geöffnet, sondern mehrere Stunden vorher auf 3. Belichtung und von + 0,5 °C bei wässrig-alkalischen Entwicklern (AR
Die Haftung zwischen Substrat und Lack ist für eine sichere Raumtemperatur erwärmt werden. Die Belichtung erfolgt durch herkömmliche Geräte der 300-26, 300-35, 300-40) entwickelt werden.
Verarbeitung des Resists von großer Bedeutung. Geringste Luftbläschen sind vermeidbar, wenn der Verschluss der Elektronenstrahl-Lithographie nach dem Prinzip des Di- Der Entwickler AR 600-50 ist ein lösemittelbasierter Ent-
Veränderungen des Reinigungsprozesses oder der Techno- Lackflasche einige Stunden vor der Beschichtung für einen rektschreib- oder des Formstrahlverfahrens. Durch die wickler und wurde speziell für die Copolymerschichten
logie können signifikante Auswirkungen auf die Haftfestig- Druckausgleich ein klein wenig gelöst wird und der Lack Verwendung der sehr kurzwelligen Elektronen für die Re- (AR-P 617) konzipiert. Durch diesen Entwickler wird die
keit haben. Im Allgemeinen weisen Silizium, Siliziumnitrid, ruhig stand. Dicke Lacke benötigen dafür mehrere Stun- sistbestrahlung kann eine ausgezeichnete Auflösung von Empfindlichkeit dieses E-Beamresists zusätzlich gesteigert.
Nichtedelmetalle (Aluminium, Kupfer) eine gute Lackhaf- den, dünne Lacke kürzer. Vorsichtiger und nicht zu schnel- bis zu 2 nm erreicht werden (Punktstrahl). Der Entwickler AR 600-55 ist, wie auch der AR 600-56,
tung auf, während die Haftung auf SiO2, Glas, Edelmetallen, ler Lackauftrag mittels Pipette oder Dispenser verhindert Für Mix & match-Prozesse der AR 7000er Resists können ebenfalls lösemittelbasiert und wird als schneller Entwickler
wie Gold und Silber, sowie auf Galliumarsenid schlechter Bläschen und Inhomogenitäten in der Lackschicht. zusätzlich Belichtungen mit i-, g-line-Steppern bzw. Kon- bevorzugt für PMMA-Schichten (AR-P 630-670 er) ver-
ist. Hier sind unbedingt Maßnahmen zur Verbesserung der taktbelichtern im jeweiligen spektralen UV-Arbeitsbereich wendet, wenn kurze Entwicklungszeiten für einen hohen
Das häufige Öffnen der Lackflaschen bewirkt, dass Löse-
Haftfestigkeit erforderlich. Zu hohe Luftfeuchtigkeit (> 60 realisiert werden. Produktionsdurchsatz gewünscht werden. Copolymer-
mittel verdunstet und der Lack „eindickt“. Schon 1 % Löse- schichten (AR-P 617), auch in Zweilagensystemen PMMA/
%) verschlechtert die Haftung deutlich. Die von uns in den Produktinformationen angegebenen
Bei Verwendung neuer Substrate ist ein Ausheizen bei mittelverlust bewirkt bei einem Resist von 1,4 μm Schicht- Copolymer, können mit ihm ebenfalls entwickelt werden.
dicke etwa eine um 4 % dickere Schicht und dadurch einen Werte für die Strahlungsempfindlichkeit, die für unseren je-
etwa 200 °C (3 min, Hotplate) zur Trocknung ausreichend. weiligen Standardprozess gelten, müssen durch eigene Ver- Der Entwickler AR 600-56 entwickelt langsamer als der
Jedoch sind die Substrate im Anschluss daran schnell zu deutlichen Anstieg der Belichtungsdosis.
suche bestätigt werden. Sie sind daher nur als Richtwerte AR 600-55 und wird bevorzugt für PMMA-Schichten (AR-
verarbeiten. Es empfiehlt sich eine Zwischenlagerung in Übliche Beschichtungsbedingungen sind Temperaturen P 630-670 er) eingesetzt, wenn gute Auflösungen und
zu verstehen. Allein der Unterschied der Empfindlichkeit
einem Exsikkator zur Verhinderung der Rehydrierung. von 20 bis 25 °C mit einer Temperaturkonstanz von ± 1 hoher Kontrast, bei gleichzeitig längeren Entwicklungszei-
zwischen Siliziumwafern und Maskenblank ist erheblich
Organisch verunreinigte oder bereits verwendete Wafer °C (Optimum 21 °C) bei einer relativen Luftfeuchte von (PMMA Maske: 15 µC/cm² - PMMA Wafer 80 µC/cm²). ten, gewünscht werden. Für die Colpolymerschichten des
erfordern vorherige Reinigungen in Aceton und nachfol- 30 bis 50 % (Optimum 43 %). Höhere Luftfeuchten da- Ebenso hat die Beschleunigungsspannung einen großen AR-P 617 kann er ebenfalls verwendet werden.
gend in Isopropanol oder Ethanol ggf. mit anschließender gegen beeinträchtigen die Haftung. Oberhalb von 70 % Einfluss auf die Empfindlichkeit. Je höher die Spannung ist, Die Entwicklung von PMMA-Schichten kann, im Gegensatz
Trocknung. Dadurch verbessert sich die Lackhaftung. Wird Luftfeuchte ist kaum noch eine Beschichtung möglich. Die desto unempfindlicher reagieren die Lacke. zu den novolakbasierten Resists, beliebig oft unterbrochen
nur Aceton zur Reinigung verwendet, sollte das Substrat Luftfeuchte beeinflusst auch die Schichtdicke. Mit steigen- und fortgesetzt werden. Um eine besonders hohe Auflö-
Die Belichtungsdosis (dose to clear), die eine große Fläche
unbedingt im Trockenschrank getrocknet werden, um die der Luftfeuchte sinkt hier die Schichtdicke geringfügig. sung zu erreichen, können Entwickler aus Isopropanol oder
ohne Strukturen in einer angemessenen Entwicklungszeit
kondensierte Luftfeuchte, die durch die Verdunstungskälte Bei Drehzahlen > 1500 rpm sind 30 s zur Erzielung der Isopropanol/Wasser verwendet werden. Dabei wird dann
(schichtdickenabhängig, 0,5 µm: 30 – 60 s) bei einem E-
des Acetons entsteht, zu entfernen. gewünschten Schichtdicke ausreichend. Bei geringe- jedoch eine deutlich höhere Bestrahlungsdosis benötigt.
Beamresists aufentwickelt, sollte für die normale Struk-
Werden die Wafer in einer Technologie mehrfach pro- ren Drehzahlen sollte die Zeit auf 60 s erhöht werden. turabbildung um 10 – 20 % erhöht werden. Für die maxi- Zur Entwicklung der belichteten CSAR-Resistschichten
zessiert und unterschiedlichen Einflüssen ausgesetzt, Bei dicken Schichten ab > 5 μm nimmt die Neigung zur male Auflösung sind noch höhere Dosen erforderlich. Für eignen sich die Entwickler AR 600-546, 600-548 und
empfiehlt sich eine intensive Reinigung. Diese ist jedoch Ausbildung einer Randwulst stark zu. Hier hilft nach dem Negativresists sollte die Durchentwicklungszeit (DEZ) der 600-549. Der Entwickler AR 600-546 gewährleistet als
stark substrat- (inklusive der schon aufgebrachten Struk- Spin coating eine Randentlackung mit dem Resistlösemit- unbelichteten Flächen für 0,5 µm bei 30 – 40 s liegen. Die schwächerer Entwickler ein breiteres Prozessfenster mit
turen) und prozessabhängig. Der Einsatz von Removern tel AR 300-12 oder Isopropanol (Aceton ist dagegen Belichtungsdosis, die dabei einen Schichtaufbau von > 90 den höchsten Kontrastwerten > 15. Verwendet man den
oder Säuren (z.B. Piranha) mit anschließender Spülung ungeeignet). Ein Gyrset-Gerät (Closed Chuck) verringert % bewirkt, sollte für die Strukturierung ebenfalls um 10 stärkeren Entwickler AR 600-548, kann die Empfindlich-
und Trocknung kann erforderlich sein. Eine Unterstützung – 20 % erhöht werden. Wird eine kürzere DEZ gewählt keit um das 6-fache auf 10 μC/cm² gesteigert werden.
die Randwulst ebenfalls. Zu berücksichtigen ist dabei je-
durch Ultra- oder Megaschall hilft in schwierigen Fällen. (bei Einsatz eines stärkeren Entwicklers), verringert sich Der mittelstark wirkende Entwickler AR 600-549 macht
doch, dass sich dadurch die Schichtdicke gegenüber ei-
Zur Verbesserung der Haftung dienen Haftvermittler, wie die Empfindlichkeit, da mit einer höheren Bestrahlungsdo- CSAR 62 doppelt so empfindlich im Vergleich zu dem AR
nem offenen Chuck auf etwa 70 % verringert.
z.B. der Adhäsionspromotor AR 300-80 neu, der unmittel- sis stärker vernetzt werden muss. 600-546. Dabei zeigt er ebenfalls keinen Dunkelabtrag,
bar vor der Lackbeschichtung in einem einfachen Handling Beschichtete und getemperte E-Beamresistschichten kön- der Kontrast liegt bei 4.
2. Temperung / Softbake
mittels Spincoating als dünne, ca. 15 nm dicke Schicht auf- nen vor der Belichtung mehrere Wochen ohne Qualitäts- Die wässrig-alkalische Entwicklerserie AR 300-40 umfasst
getragen und getempert wird. Es kann auch HMDS auf die Frisch beschichtete Lackschichten besitzen, je nach Schicht- metallionenfreie Entwickler verschiedener Konzentrati-
verlust aufbewahrt werden. PMMA-Schichten sind noch
Substrate gedampft werden, dabei wirkt die monomoleku- dicke, noch einen Restlösemittelgehalt. Die anschließende onen. Die Verwendung dieser Entwickler vermindert die
stabiler und können praktisch unbegrenzt aufbewahrt
lare Schicht auf der Waferoberfläche haftverbessernd, weil Temperung bei 85 ... 210 °C trocknet und härtet die Lack- Möglichkeit einer Metallionenkontamination an der Subst-
werden.
sie hydrophob wird und den Resist besser anlagert. schicht. Neben der besseren Lackhaftung verringert sich ratoberfläche. Sie weisen ausgezeichnete Benetzungseigen-
auch der Dunkelabtrag beim Entwickeln. 4. Entwicklung schaften auf und arbeiten rückstandsfrei. Die Entwickler
1. Beschichtung Bei der Entwicklung erfolgt die Strukturierung der Lack- AR 300-46 und 300-47 kommen speziell bei den novolak-
Für die Bearbeitung temperaturempfindlicher Substrate ist
schicht durch Herauslösen der belichteten Teile bei Positiv-
Stand: Januar 2021
Substrate sollten vor der Beschichtung abgekühlt sein. Re- es auch möglich bei deutlich niedrigeren Softbaketempera- basierten E-Beamresists AR-N 7500 ... 7700, z.T. in Ver-
Stand: Januar 2021
resists und der unbelichteten Bereiche bei Negativresists. dünnungen, zum Einsatz.
sists müssen vor dem Einsatz an die Temperatur des mög- turen (< 60 °C) zu arbeiten. Hierbei muss jedoch das Ent-
Für reproduzierbare Ergebnisse sollte bei einer Temperatur
lichst klimatisierten Arbeitsraumes angepasst werden. Zu wicklungsregime entsprechend angepasst werden. Die in den Produktinformationen aufgeführten Entwickler-
zwischen 21 und 23 °C bei einer Temperaturkonstanz von
kalter Lack zieht Wasser aus der Luftfeuchtigkeit. Daher Nach dem Softbake werden die Substrate vor der weite- konzentrationen sind für spezielle Schichtdicken und Ver-
+ 1 °C bei Lösemittel-Entwicklern (AR 600-50, -55, -56)
sollten aus dem Kühlschrank genommene Flaschen nicht ren Verarbeitung auf Raumtemperatur abgekühlt. arbeitungsbedingungen angegeben und gelten bei anderen
8 9
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists
E-Beam Resists
Bedingungen nur als Richtwerte. Die genaue Entwicklerkon- schen und plasmachemischen Ätzprozessen. Höhere Tem-
zentration ist an die spezifischen Gegebenheiten (Schichtdi- peraturen sind bei intensiven Ätzanwendungen möglich,
cke, Bestrahlungsdosis, Entwicklungszeit, Temperung) anzu- können jedoch zu Verrundungen der Resist-profile führen.
passen. Die beiden Parameter Kontrast und Empfindlichkeit
sind über die Entwicklerkonzentration durch definiertes 7. Kundenspezifische Technologien
Verdünnen mit DI-Wasser einstellbar. Hinweis: Metallio- Erzeugung der Halbleitereigenschaften: Die erzeugte
nenfreie Entwickler der Serie 300-40 reagieren empfind- Lackmaske dient nun dem vom Anwender gewünschten
licher als Puffersysteme auf Verdünnungsschwankungen. technologischen Prozess. Die Erzeugung der Halbleiter-
Werden metallionenfreie Entwickler verdünnt, so sollten sie eigenschaften erfolgt anwenderspezifisch, z.B. durch Do-
unmittelbar vor Gebrauch und für reproduzierbare Ergeb- tieren mit Bor oder Phospor bzw. durch Ätzprozesse
nisse sehr genau, möglichst über eine Einwaage, verdünnt oder Erzeugung von Leitbahnen. Danach ist der Einsatz
werden. der Resists beendet und es erfolgt meist das Removing.
Höhere Entwicklerkonzentrationen bewirken formal eine In wenigen Fällen werden die Resiststrukturen als eigentli-
höhere Lichtempfindlichkeit bei einem Positivresist-Ent- che Funktion auf den Bauteilen genutzt und verbleiben auf
wicklersystem. Sie minimieren die erforderliche Belich- dem Substrat.
tungsintensität, setzen die Entwicklungszeiten herab und
ermöglichen dadurch einen hohen Durchsatz in den Anla- 8. Removing
gen. Mögliche Nachteile können ein erhöhter Dunkelabtrag Zur Entfernung gering getemperter Lackschichten (Soft-
und ggf. eine zu geringe Prozessstabilitität (zu schnell) sein. bake-Temperatur) aller E-Beamresists eignen sich polare
Negativlacke benötigen bei höheren Entwicklerkonzen- Lösemittel, wie z.B. der jeweilige Lackverdünner AR 300-
trationen eine höhere Belichtungsdosis für die Vernetzung. 12 bzw. AR 600-07 und 600-09. Aceton in MOS-Qualität
Niedrigere Entwicklerkonzentrationen liefern bei Positiv- kann ebenfalls verwendet werden.
resistschichten einen höheren Kontrast und verringern Zur nasschemischen Entschichtung intensiv getemperter
den Resistabtrag in den unbelichteteten Zonen und teilbe- E-Beamresistschichten bis 200 °C empfiehlt Allresist den
lichteten Grenzbereichen, auch bei längeren Entwicklungs- organischen Allround-Remover AR 300-76, der zur Ver-
zeiten. Diese besonders selektive Arbeitsweise sichert ein kürzung der Lösezeit auf 80 °C erwärmt werden kann.
hohes Maß an Detailwiedergabe bei höherer Belichtungs-
Darüber hinaus stehen auch die organischen Remover AR
intensität.
300-70 und AR 300-72 mit dem Hauptrohstoff NEP zur
Die Standzeit des Entwicklerbades für Tauchentwicklungen Auswahl, der jedoch reprotoxisch eingestuft wurde.
wird vom Materialdurchsatz und der Aufnahme von CO2
Der wässrig-alkalische Remover AR 300-73, der auf 50
aus der Luft begrenzt. Der Materialdurchsatz hängt vom
°C erwärmbar ist, eignet sich für bis 200 °C getemperte
Anteil der entwickelten Flächen ab. CO2-Aufnahme erfolgt
auch durch häufiges Öffnen der Entwicklergebinde und novolakbasierte E-Beamresistschichten. Allerdings greift
führt zu einer verringerten Entwicklungsrate. Diese kann dieser Remover Aluminiumflächen an.
duch Stickstoffumspülungen des Bades vermindert werden. Für bis 200 °C getemperte E-Beamresistschichten außer
Novolakbasierten eignet sich der bereits bei Raumtempe-
5. Spülen / Rinse ratur effizient lösende Remover AR 600-71. Er ist für Kun-
Nach der Entwicklung sind die Substrate bei PMMA-, Co- den vorgesehen, die Remover mit niedrigem Flammpunkt
polymer- und Styrenacrylat-E-Beamresists sofort mit dem einsetzen können.
Stopper AR 600-60 abzustoppen und bei novolakbasier- In der Halbleiterindustrie erfolgt das Removing (Strippen)
ten E-Beamresists mit deionisiertem Wasser bis zur voll- oft durch Veraschen in einem Plasmaverascher. Das mik-
ständigen Entfernung aller Entwicklerreste zu spülen und rowellenangeregte O2-Plasma dient der rückstandsfreien
anschließend zu trocknen. Resistentfernung. Für das nasschemische Removing kön-
Stand: Januar 2021
nen jedoch auch oxidierende Säuregemische (Piranha, Kö-
6. Nachtemperung / Hard bake nigswasser, Salpetersäure u.ä.) eingesetzt werden.
Eine Nachtemperung für spezielle Arbeitsgänge bei etwa
115 °C (novolakbasiert) oder bei 180 °C (PMMA-basiert)
führt zu einer verbesserten Ätzbeständigkeit bei nasschemi-
10 11
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Positiv - E-Beamresists AR-P 610 er Positiv - E-Beamresists AR-P 610 er
E-Beam Resists
E-Beam Resists
P roz es s bedin gu n gen
AR-P 617 E-Beamresists für die Nanometerlithographie Dieses Schema zeigt ein Prozessierungsbeispiel für die Resists AR-P 610. Die Angaben sind Richtwerte, die
Copolymerresistserie zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen und Masken auf die eigenen spezifischen Bedingungen angepasst werden müssen. Weitere Angaben zur Prozessierung
„Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists“. Empfehlungen zur Abwasserbehandlung
Charakterisierung Eigenschaften I und allgemeine Sicherheitshinweise „Allgemeine Produktinformationen zu Allresist-E-Beamresists“.
- E-Beam, Tief-UV (248 nm) Parameter / AR-P 617.03 617.06 617.08 Beschichtung AR-P 617.06
- höchste Auflösung, hoher Kontrast Feststoffgehalt (%) 3,0 6,0 8,0 4000 rpm, 60 s, 290 nm
- starke Haftung auf Glas, Silizium und Metallen Viskosität 25 °C (mPas) 7 20 36
- 3-4 x empfindlicher als PMMA,
Schichtdicke/4000 rpm (nm) 90 290 480 Temperung (± 1 °C) 200 °C, 25 min Hotplate oder
- Empfindlichkeit über Softbake einstellbar
Auflösung bester Wert (nm) 10 200 °C, 30 min Konvektionsofen
- für Planarisierungen und Mehrlagenprozess
Kontrast 6
- thermisch stabil bis 240 °C
Flammpunkt (°C) 38
- Copolymer auf der Basis von Methylmethacrylat und E-Beam-Bestrahlung ZBA 21, Beschleunigungsspannung 20 kV
Lagertemperatur (°C) * 10 - 22
Methacrylsäure, safer solvent 1-Methoxy-2-propanol Bestrahlungsdosis (E0): 30 µC/cm², 500 nm space & lines
* Die Produkte sind 6 Monate ab Verkaufsdatum bei vorschriftsmäßiger Lagerung
garantiert haltbar und darüber hinaus ohne Gewähr bis Etikettendatum verwendbar.
Spinkurve Eigenschaften II Entwicklung AR 600-50, 60 s
Glas-Temperatur (°C) 150 (21-23 °C ± 1 °C) Puddle
Dielektrizitätskonstante 2,6 Stoppen AR 600-60, 30 s
Cauchy-Koeffizienten N0 1,488
N1 44,0 Nachtemperung 130 °C, 1 min Hotplate oder 130 °C, 25 min Konvektionsofen
N2 1,1 (optional) für eine leicht verbesserte Plasmaätzbeständigkeit
Plasmaätzraten (nm/min) Ar-Sputtern: 16
O2 291 Kundenspezifische z.B. Erzeugung der Halbleitereigenschaften
(5 Pa, 240-250 V Bias) Technologien
CF4 56
80 CF4 151
+ 16 O2 Removing AR 300-76 oder O2-Plasmaveraschung
Strukturauflösung Resiststrukturen
Schichtdicken des AR-P 617 vs. Feststoffgehalt und Drehzahl
AR-P 617.03 AR-P 617.03
30 nm Gräben bei einer Schicht- 150 nm Stege über
dicke von 120 nm 200 nm Oxidstufen
Prozessparameter Prozesschemikalien
Substrat Si 4“-Wafer Haftvermittler AR 300-80 neu
Temperung 200 °C, 2 min, Hotplate Entwickler AR 600-50, AR 600-55
Stand: Mai 2019
Stand: Juli 2019
Bestrahlung ZBA 21, 20 kV Verdünner AR 600-07
Entwicklung AR 600-50, 2 min, 21°C Stopper AR 600-60
Remover AR 600-71, AR 300-76
12 13
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Positiv - E-Beamresists AR-P 610 er Positiv - E-Beamresists AR-P 610 er
E-Beam Resists
E-Beam Resists
Hinweise für die Verarbeitung Empfindlichkeitssteigernde Reaktion beim Tempern
Die Resistempfindlichkeit wächst mit steigender Soft-Bake-Temperatur aufgrund der intensiveren Anhydridbildung
der Methacrylsäure unter Wasserabspaltung ( Grafik Dosis vs. Soft-Bake-Temperatur). Dadurch ist der AR-P 617
bei Temperungen bei 200 °C gegenüber 180 °C etwa 20 % empfindlicher. Die Dosis kann somit eingestellt werden.
Das ist bei einem Zweilagensystem aus zwei Schichten AR-P 617 von großer Bedeutung. Dazu wird zuerst die untere
Schicht bei 200 °C getrocknet und dann gemeinsam mit der oberen Schicht bei 180 °C getempert.
Durch die erfolgte Differenzierung wird die untere Schicht schneller vom Entwickler angegriffen, es entstehen stark
unterschnittene Strukturen (lift-off). Solche Lift-off-Strukturen können auch mit dem Zweilagensystem PMMA/ Co-
polymer hergestellt werden. Zuerst wird der AR-P 617 beschichtet und bei 190 °C getempert, dann der PMMA-
Resist AR-P 679.03 aufgeschleudert und bei 150 °C getrocknet. Nach der Bestrahlung werden beide Schichten in
einem Schritt z.B. mit dem AR 600-56 entwickelt, mit dem AR 600-60 gestoppt und dann abgespült.
Lift-off-Struktur mit zwei Schichten AR-P 617 Unterschnittene Struktur mit PMMA/ Copolymer
Das Copolymer aus Methylmethacrylat und Methacrylsäure ist im Gegensatz zu den reinen PMMA´s in der Lage,
bei einer thermischen Belastung einen 6-Ring zu bilden. Dazu müssen 2 Methacrylsäure-Gruppen nebeneinander
in der Polymerkette angeordnet sein (siehe große Strukturformel links). Bei einem Mischungsverhältnis von 2 : 1
(PMMA : Methacrylsäure) kommt das statistisch gesehen ausreichend oft vor (siehe Summenformel oben rechts).
Die Reaktion ist bei dieser Temperatur möglich, weil das entstehende Wasser eine sehr gute Abgangsgruppe ist.
Der gebildete 6-Ring ist bei einer Bestrahlung mittels Elektronen einfacher zu brechen als die aliphatische Restkette.
Daraus resultiert die höhere Empfindlichkeit des Copolymers. Die eingestellte Empfindlichkeit bleibt dann unverän-
Nach der Entwicklung mit AR 600-50 Zweilagensystem PMMA/Copolymer nach der Entwicklung dert erhalten, eine Rückreaktion unter Ringöffnung ist unmöglich.
Unten: AR-P 617.06, 400 nm dick bei 200 °C getempert Unten: AR-P 617.06, 400 nm dick bei 190 °C getempert
Oben: AR-P 617.06, 500 nm dick bei 180 °C getempert Oben: AR-P 679.06, 180 nm dick bei 150 °C getempert
Dosis vs. Soft-Bake-Temperatur beim AR-P 617 Gradationskurve des AR-P 617 Planarisierung mit dem AR-P 617
Aufgrund des ausgezeichneten Beschichtungsverhal-
tens ist es möglich, vorhandene Topologien auf einem
Wafer einzuebnen und anschließend zu entwickeln. In
dem Beispiel wurden 200 nm hohe Oxid-Strukturen
mit dem AR-P 617.08 beschichtet. Die Schichtdicke
betrug 780 nm. Nach der Bestrahlung (20 kV) und der
Entwicklung (AR 600-50, 2 min) bedeckten absolut pla-
nare Resiststege den gegliederten Wafer.
Stand: Januar 2014
Stand: Januar 2014
Mit steigender Temperatur wird der AR-P 617.08 Bei einer Schichtdicke von 350 nm wurde ein Kontrast von 5,0 AR-P 617.12 Strukturen über Topologien
(Schichtdicke 680 nm) linear empfindlicher. gemessen (30 kV, Entwickler AR 600-50)
14 15
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Positiv - PMMA E-Beamresists AR-P 630 - 670 er Positiv - PMMA E-Beamresists AR-P 630 - 670 er
E-Beam Resists
E-Beam Resists
P roz es s bedin gu n gen
AR-P 631-679 E-Beamresists für die Nanometerlithographie Dieses Schema zeigt ein Prozessierungsbeispiel für den Resists AR-P 630-670. Die Angaben sind Richtwerte,
PMMA-Resistserien 50 K - 950 K zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen und Masken die auf die eigenen spezifischen Bedingungen angepasst werden müssen. Weitere Angaben zur Prozessierung
„Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists“. Empfehlungen zur Abwasserbehandlung
Charakterisierung Eigenschaften I und allgemeine Sicherheitshinweise „Allgemeine Produktinformationen zu Allresist-E-Beamresists“.
- E-Beam, Tief-UV (248 nm) Parameter / AR-P 632- 641- 661- 671-
- sehr gute Haftung auf Glas, Silizium und Metallen 639 649 669 679 Beschichtung AR-P 632.06 AR-P 671.05
- 50 K: 20 % empfindlicher als 950 K PMMA-Typ 50 K 200 K 600 K 950 K 4000 rpm, 60 s, 110 nm 2000 rpm, 60 s, 690 nm
- für Planarisierungen und Mehrlagenprozesse Schichtdicke/4000 rpm (µm) 0,02- 0,02- 0,02- 0,03-
- höchste Auflösung, hoher Kontrast entsprechend Feststoffgehalt 0,31 0,78 1,04 1,87 Temperung (± 1 °C) 150 °C, 3 min Hotplate oder
- Polymethylmethacrylate verschiedener Molgewichte Feststoffgehalt (%) 1-12 1-12 1-11 1-11 150 °C, 60 min Konvektionsofen
Auflösung bester Wert (nm) 6
- AR-P 641-671 Chlorbenzen, Flammpunkt: 28 °C
Kontrast 7 E-Beam-Bestrahlung ZBA 21, 20 kV Raith Pioneer, 30 kV
- AR-P 632-672 Safer Solvent Anisol, Flammp.: 44 °C
Lagertemperatur (°C) * 10 - 22
- AR-P 639-679 Safer Solvent Ethyllactat, Fl.p.: 36 °C Bestrahlungsdosis (E0):
* Die Produkte sind 6 Monate ab Verkaufsdatum bei vorschriftsmäßiger Lagerung
garantiert haltbar und darüber hinaus ohne Gewähr bis Etikettendatum verwendbar. 95 µC/cm² 770 µC/cm²
Spinkurve Eigenschaften II
Glas-Temperatur (°C) 105 Entwicklung AR 600-55 AR 600-56
Dielektrizitätskonstante 2,6 (21-23 °C ± 1 °C) Puddle 1 min 3 min
Cauchy-Koeffizienten N0 1,478 Stoppen AR 600-60, 30 s
N1 47,3
N2 0 Nachtemperung 130 °C, 1 min Hotplate oder 130 °C, 25 min Konvektionsofen
Plasmaätzraten (nm/min) Ar-Sputtern: 21 (optional) für eine leicht verbesserte Plasmaätzbeständigkeit
(5 Pa, 240-250 V Bias) O2 344
CF4 59 Kundenspezifische z.B. Erzeugung der Halbleitereigenschaften
Technologien
80 CF4 164
+ 16 O2
Removing AR 300-71 oder O2-Plasmaveraschung
Strukturauflösung Resiststrukturen
Hinweise für die Verarbeitung als Zweilagensystem
Stark unterschnittene Strukturen (lift-off) werden erhalten, wenn PMMA-Resists verschiedener Molmassen für ein
Zweilagensystem ausgewählt werden. Als obere Schicht empfiehlt sich ein Ethyllactat-PMMA, da Ethyllactat im Ge-
gensatz zu den anderen Lösemitteln die nachfolgende Schicht nicht angreift. Die untere Schicht kann dagegen ein
AR-P 679.02 AR-P 671.09 Chlorbenzen-, Anisol- oder Ethyllactat-PMMA sein. Beide Temperungen erfolgen bei 150 °C.
erzeugte Strukturauflösung: Diffraktive Optiken
6,2 nm Gap, 65 nm hoch 4,4 µm dick Empfehlung: großer Unterschnitt (geringere Auflösung): untere Schicht 50K, obere Schicht: 200K, 600K oder 950K.
hohe Auflösung (geringerer Unterschnitt): untere Schicht: 600K, obere Schicht: 950K.
Prozessparameter Prozesschemikalien
Substrat Si 4“-Wafer Haftvermittler AR 300-80 neu
Temperung 150 °C, 3 min. Hotplate Entwickler AR 600-55, AR 600-56
Stand: Januar 2021
Stand: Januar 2021
Bestrahlung Raith Pioneer, 30 kV Verdünner Chlorbenzen bzw.
Entwicklung AR 600-56, 60 s, 21 °C AR 600-02 bzw. AR 600-09
Stoppbad AR 600-60, 30 s, 21 °C Stopper AR 600-60
Remover AR 600-71, AR 300-76 Nach der Entwicklung (AR 600-56) Mit Metall bedampfte Strukturen geliftete 30 nm Metall-Stege
16 17
Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Positiv - PMMA E-Beamresists AR-P 630 - 670 er Positiv - PMMA E-Beamresists AR-P 630 - 670 er
E-Beam Resists
E-Beam Resists
Untersuchungen von 2-Lagen-PMMA lift-off Strukturen Empfindlichkeit eines PMMA-Resist Gradationskurve PMMA
Für die Versuche wurden die 2-Lagensyste-
me wie links gezeigt beschichtet und jeweils
bei 180 °C, 60 s getempert, anschließend mit
verschiedenen Dosen bestrahlt (30 kV) und
entwickelt (AR 600-60, IPA).
Schichtaufbau des Zweilagensystems Schichtaufbau des Zweilagensys-
50K/ 200K tems 600K/ 950K
Das System 50K/200K ist empfindlicher, bei 1500 pC/cm ist die Doppelschicht vollständig entwickelt. Dafür benötigt
die Variante 600K/950K eine höhere Dosis von 2200 pC/cm. Mit steigender Dosis prägt sich auch der Unterschnitt
bei dem System 50K/200K stärker aus. Damit ist dieses Zweilagensystem für komplizierte Lift-off-Prozesse präde- Vergleich der Entwickler AR 600-55 und AR 600-56 Gradationskurve bis zur maximalen Dosis
stiniert. Die Variante 600K/950K kann für höhere Gesamtschichtdicken (> 500 nm) eingesetzt werden und ist ein Im linken Diagramm ist der Vergleich der Empfindlichkeiten des AR-P 679.03 in 2 unterschiedlichen Entwicklern zu
zuverlässiges Lift-off-System für einfache Anwendungen. Bei diesen Untersuchungen wurde als Entwickler immer der sehen. Unter sonst gleichen Bedingungen (30 kV, 165 nm Schichtdicke) ergibt der Standardentwickler AR 600-55
AR 600-60 (IPA) eingesetzt.. Das erklärt die relativ hohen Dosen, jedoch auch die gute Prozessstabilität. eine fast doppelt so hohe Empfindlichkeit im Vergleich zum AR 600-60 (IPA). Die Entwicklung mit IPA führt jedoch
Dosisstaffel des 600k/950k-Systems Dosisstaffel des 50K/ 200K-Systems zu einem deutlich höheren Kontrast (10,5 : 6,6). Damit ist dieser Entwickler für höhere Auflösungen prädestiniert.
Definition: Die Empfindlichkeit für eine Linie wird in pC/cm angegeben, für eine Fläche ist die Einheit µC/cm²
Außerdem zeigen die Erfahrungen, dass das Prozessfenster deutlich größer als bei den schnelleren Entwicklern ist.
Eine Abweichung z.B. der Dosis von 10 % wird ohne Qualitätsverlust hingenommen.
Bei der Elektronenbestrahlung der PMMA´s kommt es zum Bruch der Hauptkette. Dabei sinkt die Molmasse von
ursprünglich 950.000 g/mol (950K) auf 5.000 – 10.000 g/mol. Dieser Kettenbruch verläuft hauptsächlich radikalisch
(siehe Abbildung unten). Bei einer optimalen Dosis rekombinieren die Radikale zu Molekülen mit einer Molmasse
um 5.000 g/mol. Wird jedoch die Dosis drastisch erhöht, entstehen soviel Radikale, dass diese wieder zu wesentlich
höheren Molmassen vernetzen, das PMMA wird zum Negativresist. In dem oberen rechten Diagramm wird dieses
Verhalten durch die Gradationskurve eines Standardprozesses dargestellt (AR-P 671.05, 490 nm Schichtdicke, 30 kV,
Entwickler AR 600-56), die hohen Dosen bauen den Resist als Negativlack auf.
Depolymerisation bei der Bestrahlung Dosis gegen Beschleunigungsspannung
PMMA
Bei 1800 pC/cm noch nicht durchentwickelt Stetige Zunahme des Unterschnittes Polymer
Ausbildung Unterschnitt vs. Bestrahlungsdosis Applikationsbeispiel
PMMA-
Bruchstücke
Stand: Januar 2021
Stand: Januar 2021
Die Hauptkette des PMMA wird in viele, radikali- Die Empfindlichkeit eines PMMA-Resists (AR-P 671.05)
sche Bruchstücke zerschlagen hängt stark von der Beschleunigungsspannung ab. Bei 100 kV
passiert ein großer Teil der Energie den Resist ohne Wech-
Grabenbreite oben: 20 nm, Messwerte im Diagramm: Brei- „Fingerstrukturen“ mit dem Sondersystem PMMA selwirkung, deshalb ist der Resist unempfindlicher. Bei 5 kV
te der Gräben unten 90K/200K, Gräben 30 nm breit werden dagegen die gesamten Elektronen absorbiert.
18 19Innovation Innovation
Kreativität Kreativität
Kundenspezifische Lösungen Kundenspezifische Lösungen
Positiv - E-Beam Resists AR-P 6200 (CSAR 62) Positiv - E-Beam Resists AR-P 6200 (CSAR 62)
E-Beam Resists
E-Beam Resists
P rozes s bedin gu n gen
AR-P 6200 E-Beam Resists höchster Auflösung Dieses Schema zeigt ein Prozessierungsbeispiel für die Resists AR-P 6200. Die Angaben sind Richtwerte, die
Kontrastreiche E-Beamresists für die Herstellung integrierter Schaltkreise und Masken auf die eigenen spezifischen Bedingungen angepasst werden müssen. Weitere Angaben zur Prozessierung
„Detaillierte Hinweise zur optimalen Verarbeitung von E-Beamresists“. Empfehlungen zur Abwasserbehandlung
Charakterisierung Eigenschaften I und allgemeine Sicherheitshinweise „Allgemeine Produktinformationen zu Allresist-E-Beamresists“.
- E-Beam; Schichtdicken 0,05-1,6 µm (6000-1000 rpm) Parameter / AR-P 6200 .18 .13 .09 .04 Beschichtung AR-P 6200.09
- hohe, über Entwickler einstellbare Empfindlichkeit Feststoffgehalt (%) 18 13 9 4 4000 rpm, 60 s
- höchstauflösend (< 10 nm) und sehr hoher Kontrast Viskosität 25 °C (mPas) 29 11 6 2 0,2 µm
- sehr prozessstabil, sehr plasmaätzresistent Schichtdicke/4000 rpm (µm) 0,80 0,40 0,20 0,08
- leichte Erzeugung von Lift-off-Strukturen Auflösung bester Wert (nm) 6 Temperung (± 1 °C) 150 °C, 1 min Hotplate oder
- Poly(α-methylstyren-co-α-chloracrylsäure- Kontrast 14
150 °C, 30 min Konvektionsofen
methylester) Flammpunkt (°C) 44
- Safer Solvent Anisol Lagertemperatur (°C) * 10-18
* Die Produkte sind 6 Monate ab Verkaufsdatum bei vorschriftsmäßiger Lagerung E-Beam-Bestrahlung Raith Pioneer, Beschleunigungsspannung 30 kV
garantiert haltbar und darüber hinaus ohne Gewähr bis Etikettendatum verwendbar.
Bestrahlungsdosis (E0): 65 µC/cm²
Spinkurve Eigenschaften II
Glas-Temperatur (°C) 128 Entwicklung AR 600-546
Dielektrizitätskonstante 2,8 (21-23 °C ± 0,5 °C) Puddle 1 min
Cauchy-Koeffizienten N0 1,543 Stoppen / Spülen AR 600-60, 30 s, DI-H2O, 30 s
N1 71,4
N2 0 Nachtemperung 130 °C, 1 min Hotplate oder 130 °C, 25 min Konvektionsofen
(optional) für leicht verbesserte Plasmaätzbeständigkeit
Plasmaätzraten (nm/min) Ar-Sputtern 10
(5 Pa, 240-250 V Bias) O2 180
Kundenspezifische z.B. Erzeugung der Halbleitereigenschaften
CF4 45
Technologien
80 CF4 99
+ 16 O2
Removing AR 600-71 oder O2-Plasmaveraschung
Strukturauflösung Resiststrukturen
Plasmaätzresistenz
CSAR 62 zeichnet sich durch eine
hohe Plasmaätzresistenz aus. Hier
AR-P 6200.09 werden die Ätzraten vom AR-P
AR-P 6200.04 25-nm-Strukturen, 6200.09 mit denen vom AR-P 3740
Auflösung bis zu 6 nm bei einer Schichtdicke 180 nm, (Photoresist), von AR-P 679.04 (PM-
Schichtdicke von 80 nm Artwork
MA-Resist) und ZEP 520A in CF4 +
O2 Plasma verglichen.
Prozessparameter Prozesschemikalien
Substrat Si 4“ Wafer Haftvermittler AR 300-80 neu
Stand: Januar 2017
Temperung 150 °C, 60 s, Hotplate Entwickler AR 600-546, 600-549
Stand: Juli 2019
Belichtung Raith Pioneer, 30 kV Verdünner AR 600-02
Entwicklung AR 600-546, 60 s, 22 °C Stopper AR 600-60
Remover AR 600-71, 300-76
20 21Sie können auch lesen
