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Hoher Durchsatz bei der Elektronenstrahllithographie

Kategorien:
  • Grundlagen der Metrologie
16.10.2022

Auslastung der Elektronenstrahllithographie (linke Achse, bezogen auf 24 Stunden am Tag und sieben Tagen in der Woche) und Anzahl der monatlich belichteten Proben (rechte Achse) in den letzten vier Jahren (zwischen Oktober 2018 und September 2022).

 

Die Elektronenstrahl­lithographie im Reinraumzentrum der PTB wird für fast alle erforderlichen Belichtungen zur Mikro- und Nanostrukturierung eingesetzt. Daher ist das System, welches im automatischen Modus betrieben wird, stark ausgelastet und wird nahe am möglichen Limit betrieben.

 

Die Designs der in der PTB gefertigten Mikro- und Nanostrukturen sind häufigen Änderungen unterworfen und sind weit von einer Serienfertigung entfernt. Dies erfordert ein direktes und maskenloses Belichtungsverfahren. Die Elektronen­strahl­lithographie ist ein direktschreibendes, kontaktloses und hochauflösendes Verfahren, mit dem Design und Prozessänderungen schnell umgesetzt werden können. Eine genaue Justierung der Strukturen untereinander, die in verschiedenen Belichtungsschritten erzeugt werden, ist ebenfalls möglich. Allerdings liegen die Belichtungszeiten aufgrund der sequenziellen Belichtungsabläufe teilweise bei mehreren Stunden bis einigen Tagen pro Wafer. Um die Anforderungen aus unterschiedlichen Fachgebieten bedienen zu können, sind daher eine automatische Steuerung des Belichtungsablaufs und ein „Rund um die Uhr“ Betrieb erforderlich. Das in der PTB eingesetzte Elektronenstrahl-System verfügt über eine Probenschleuse mit zehn Probenhaltern, die eine Vielzahl von Proben unterschiedlicher Größe aufnehmen können. Diese Probenhalter können nacheinander geladen, belichtet und entladen werden, um eine optimale Auslastung des Systems zu ermöglichen.

 

Die Auslastung der Elektronenstrahl­lithographie der PTB und die Anzahl der monatlich belichteten Proben sind in der Abbildung über einen Zeitraum von vier Jahren dargestellt und zeigen sich über diesen Zeitraum relativ konstant. Mit einer mittleren Auslastung von über 30% (bezogen auf 24 Stunden am Tag und sieben Tagen in der Woche) wird der Elektronenstrahlschreiber der PTB in der Nähe des möglichen Limits betrieben.

 

 Bild: Auslastung der Elektronenstrahllithographie (linke Achse, bezogen auf 24 Stunden am Tag und sieben Tagen in der Woche) und Anzahl der monatlich belichteten Proben (rechte Achse) in den letzten vier Jahren (zwischen Oktober 2018 und September 2022).

 

 

Ansprechperson:

Thomas Weimann

Fachbereich 2.4 „Quantenelektronik

thomas.weimann@ptb.de

 

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