Belichten und Belacken

In der Halbleiterfertigung werden Strukturen auf Siliciumscheiben mittels lithografischer Verfahren hergestellt. Dabei wird zuerst ein strahlungsempfindlicher Film, meist eine Fotolackschicht, auf dem Wafer aufgebracht, strukturiert und mit Ätzverfahren in die darunter liegende Schicht übertragen.

Die Fototechnik beinhaltet dabei folgende Prozessschritte:

• Aufbringen eines Haftvermittlers und Entfernen von Wasser auf dem Wafer
• Belacken der Wafer
• Stabilisieren der Lackschicht
• Belichten
• Entwickeln des Lackes
• Aushärten des Lackes
• Kontrolle

Bei einigen Prozessen wie der Ionenimplantation, dient der Fotolack als Schutzschicht um bestimmte Bereiche auf dem Wafer von der Implantation auszuschließen. Eine Übertragung der Lackmaske durch einen Ätzprozess findet hier nicht statt.

Zu Beginn werden die Wafer gereinigt und ausgeheizt (Pre-Bake) um anhaftende Partikel zu beseitigen und angelagertes Wasser zu entfernen. Die Oberfläche der Wafer ist Wasser anziehend (hydrophil) und muss vor dem Aufbringen der Lackschicht hydrophob, also Wasser abstoßend und somit Lack anziehend gemacht werden. Dazu wird auf den Wafern ein Haftvermittler, meist Hexamethyldisilazan (HMDS), aufgebracht. Die Wafer werden dabei dem Dampf dieser Flüssigkeit ausgesetzt, so dass sich die Scheibenoberflächen damit benetzten.

Durch die Feuchtigkeit in der Umgebungsluft befinden sich auch nach dem Ausheizen immer Wasserstoff H oder Hydroxidionen OH^- an der Waferoberfläche. Das HMDS spaltet sich in Trimethylsiliciumgruppen Si(CH₃)₃ auf und entfernt den Wasserstoff unter Bildung von Ammoniak NH₃.