Doc Jan Teil5

Untersuchungen zur Dunkeldiffusion

Die Diffusion von Silber aus der Silbersulfidschicht in die Germaniumsulfidschicht findet in geringem Umfang auch ohne Bestrahlung statt. Diese thermische Dunkeldiffusion verhindert die Bildaufzeichnung bzw. verringert den Kontrast bei Resistschichten, die sensibilisiert längere Zeit lagern. Zur Untersuchung dieses Effektes wurden HCM-Gläser mit 22 nm GeS2 beschichtet und standardsensibilisiert. Die Schichten wurden bis zu 184 Stunden unter Normalbedingungen im Dunkeln gelagert und dann 5 Sekunden desensibilisiert. Die Schichten wurden zur qualitativen Messung der Dotierung im Standardentwickler geätzt. Die Ätzzeiten, d.h. die Dauer bis die im Dunkeln dotierten Schichten im Standardentwickler in Lösung gingen, wurden bestimmt. Die Normalentwicklungszeit betrug 24 s. In der Abbildung ist die Standardätzzeit gegen die Lagerzeit aufgetragen. Ferner sind die Fehlerbalken angegeben. In der Auftragung ist das


Dotierung durch Dunkeldiffusion: Ätzzeit vs. Diffusionsdauer

die Dauer der Normalentwicklung von 24 s mit einem Resistkontrast von ca. 2 und die Dauer kontrastverstärkten Entwicklung von 48 s mit dem Kontrast von ca. 7 eingezeichnet. Aus dieser Untersuchung folgt, daß nach einer Lagerung von ca. 75 h durch die Dunkeldiffusion das Dotierungsniveau in den sensibilisierten Schichten das Niveau der kontrastreichen Belichtung erreicht hat. Desweiteren ist schon nach 24 h die Entwicklungszeit um ca. 40 \% verlängert. Daraus wird deutlich, daß die Sensibilisierung unmittelbar vor, die Desensibilisierung und die Entwicklung unmittelbar nach der Belichtung erfolgen sollten.

Schlußbemerkungen

Beim hier vorgestellten anorganischen Resistsystem Ag2S:GeSx handelt es sich um eine Neuentwicklung, die in der Fachliteratur noch nicht erwähnt wurde. Das Auflösungsvermögen ist sehr hoch. So konnten mittels Elektronenstrahllithographie 18 nm breite Linien und Lücken geschrieben werden (siehe Abbildung). Die Empfindlichkeit ist eher gering. Sie läßt sich aber wahrscheinlich durch die Verwendung schwefelreicherer Verbindungen um mehr als eine Größenordnung steigern. Entsprechende Versuche konnten hier nicht durchgeführt werden. Das Resistsystem kann als sehr stabile Maske bei einem trockenen Strukturierungsprozeß mit einem Sauerstoff-Plasma dienen. Alle bislang in der Literatur erwähnten und in der Praxis angewandten anorganischen Resists, die den Effekt der photostimulierten Silberdiffusion nutzen, sind giftig (selen- und/oder arsen-haltig)\ oder als karzinogen verdächtig (Arsensulfid). Bei den einzelnen Aufdampfexperimenten werden zwar nur geringe Mengen dieser Stoffe freigesetzt, doch besteht bei bestimmten Arbeiten immer die Gefahr sich zu kontaminieren, wenn nicht gar zu vergiften. Bei der Reinigung der Aufdampfapparatur läßt sich die Ablösung von feinen Stäuben oder Flittern des Evaporates von den Wänden des Rezipienten kaum vermeiden. Bei Legierungsversuchen kann es zum Bersten von Ampullen und zum Freisetzen von nicht geringen Mengen giftiger Stoffe kommen (so geschehen bei der Legierung von GeSe2 in der vorangegangenen Diplomarbeit). Auch die Entsorgung des entstehenden Sondermülls und kontaminierter Bauteile ist eine Frage, die nicht zu vernachlässigen ist. Demgegenüber bietet das Resistsystem Ag2S:GeSx eine harmlosere Alternative.



© Jan Ingwersen