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Pellikels für die EUV-Lithographie

Die Photolithographie ist eine der wichtigsten Technologien, die bei der Halbleiterherstellung eingesetzt wird. Dabei wird Licht verwendet, um ein Muster auf einer Fotomaske auf eine dünne Schicht eines lichtempfindlichen Resists auf dem Substrat zu übertragen. Die nicht belichteten Bereiche des Resists werden typischerweise entfernt, so dass die darunter liegende Schicht entweder geätzt oder eine neue Schicht abgeschieden werden kann. Wenn die Fotomaske jedoch mit Partikeln verunreinigt ist, werden diese Partikel auf den Resist abgebildet und verursachen Defekte in der integrierten Schaltung, die im schlimmsten Fall zu einem vollständigen Produktionsausfall führen. Um dies zu verhindern, werden Fotomasken durch ein Pellikel - eine dünne transparente Folie, die über einen über der Fotomaske angebrachten Rahmen gespannt wird - vor Partikeln geschützt. Das Pellikel ist weit genug vom Maskenmuster entfernt, so dass mittelgroße bis kleine Partikel, die auf dem Pellikel landen, zu weit vom Fokus entfernt sind, um auf den Wafer gedruckt werden zu können.

Unsere Experimente zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt PTB (Synchrotron Bessy II) und dem Paul-Scherrer-Institut (Schweizer Lichtquelle) haben gezeigt, dass CNMs ein vielversprechender Kandidat für den Einsatz als Pellikel in der EUV-Lithographie sind:

  • Als Material auf Kohlenstoffbasis haben CNMs eine hohe Transmission für EUV-Licht.
  • Freistehende CNMs überstanden strukturell eine EUV-Bestrahlung mit einer kumulativen Dosisdichte von ca. 300 kJ/cm2 bei 3 Pa H2-Partialdruck.

Basierend auf diesen Ergebnissen haben wir einen Entwicklungsplan für ein Pellikel in Originalgröße vorgeschlagen, das auf freistehenden Carbon Nanomembranen basiert.