DIN 32566-2007 Production equipment for microsystems - Specification for an X-Ray Lithography Mask Support Ring《微型系统用生产设备 X射线光刻掩膜支持环用规范》.pdf

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1、Dezember 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DINPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 31.020; 37.020!$IB“1383129www.din

2、.deDDIN 32566Fertigungsmittel fr Mikrosysteme Spezifikation eines Maskentragrings fr die RntgentiefenlithographieProduction equipment for microsystems Specification for an X-Ray Lithography Mask Support RingEquipement production pour systmes microtechniques Spcification danneau porteur pour une masq

3、ue lithographique en rayonnement XAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 9 SeitenDIN 32566:2007-12 2 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss Fertigungsmittel fr Mikrosysteme im Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) des DIN erarbeitet. 1

4、 Anwendungsbereich Diese Norm legt Anforderungen fr die ueren Abmessungen des Tragrings einer Maske fr die Rntgentiefenlithographie fest. Sie soll bewirken, dass die Masken von unterschiedlichen Nutzern in die Belichtungsgerte der Rntgenlithographie-Zentren eingebaut werden knnen. Auf eine Normung d

5、er inneren Abmessungen des Maskentragrings, die Fixierung des Maskensubstrats auf dem Maskentragring und der Geometrie des Layoutfeldes wird verzichtet. Damit werden den unterschiedlichen Anforderungen der Nutzer an die Rntgenlithographie Rechnung getragen und Einschrnkungen fr zuknftige Entwicklung

6、en ausgeschlossen. Diese Norm enthlt Empfehlungen fr die inneren Abmessungen des Maskentragrings. Diese Empfehlungen stammen aus Erfahrungswerten der beiden deutschen Zentren fr Rntgenlithographie (BESSY Berlin und Forschungszentrum Karlsruhe). Sie bercksichtigen Aspekte wie eine gengende Steifigkei

7、t des Maskenrahmens, eine gute Wrmeabfuhr und isotrope Ausdehnung bei Wrmezufuhr whrend des Belichtungsvorgangs. Diese Aspekte sind besonders wichtig, um hochgenaue Strukturen zu erzielen. Einige Mae des Maskentragrings sind so gewhlt, dass die Technologie von 100 mm Wafern genutzt werden kann. Die

8、Norm soll die Entwicklung, Standardisierung sowie den Einsatz von Rntgenmasken mit anderem Format oder mit anderer Geometrie nicht ausschlieen. Die Nutzer oder Hersteller von Masken knnen zustzliche Spezifikationen verabreden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die An

9、wendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 1101, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Geometrische Tol

10、erierung Tolerierung von Form, Richtung, Ort und Lauf DIN EN ISO 8734, Zylinderstifte aus gehrtetem Stahl und martensitischem nichtrostendem Stahl 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Maskentragring Sttzring, der das Maskensubstrat bzw. die Maskenmembran tr

11、gt ANMERKUNG Der Maskentragring sorgt dafr, dass die Maske formstabil ist und gestattet den Einbau in Rntgen-belichtungseinrichtungen, optischen UV-Belichtern und/oder in anderen fr den Herstellungsprozess eingesetzten Maschinen und Gerten. DIN 32566:2007-12 3 3.2 Maskensubstrat auf den Tragring auf

12、gebrachtes Basismaterial fr die Maskenherstellung bestehend aus formstabilen Platten 3.3 Maskenmembran fr Rntgenstrahlung durchlssige und mit fr Rntgenstrahlen undurchlssigen Absorbern versehene Schicht ANMERKUNG 1 Maskensubstrat und Maskenmembran knnen identisch sein. ANMERKUNG 2 Substrat- und Memb

13、ranmaterial knnen gleich sein. 3.4 Maskenffnung Bereich der Rntgenmaske den das Rntgenlicht durchdringen kann ANMERKUNG Wenn die Maskenmembran direkt auf der Vorderseite des Maskentragrings befestigt wird, ist der Innendurchmesser des Maskentragrings identisch mit der Maskenffnung. Falls eine freist

14、ehende Maskenmembran auf einem Substrat oder eine Adaption anderer Maskenformate vorgenommen wird, ist die Maskenffnung durch die ffnung in der eingesetzten Maske bestimmt. 3.5 Layoutfeld Bereich auf der Rntgenmaske auf dem die abzubildenden Strukturen untergebracht sind ANMERKUNG 1 Die Abmessung un

15、d Lage des Layoutfeldes kann vom Nutzer spezifiziert werden und ist durch die Maskenffnung begrenzt. ANMERKUNG 2 Das Layoutfeld sollte einen Mindestabstand von 1,5 mm von der Maskenffnung haben, da sonst die Gefahr besteht, dass Strukturen auf der Maske nicht mehr vollstndig bertragen werden. ANMERK

16、UNG 3 Zur Herstellung von hochgenauen Strukturen wird ein Layoutfeld von maximal 80 mm empfohlen. 3.6 Notch Formelement zum Positionieren eines Wafers DIN 32564-1 3.7 Wafer rundes Substrat, dessen Volumenmaterial aus einem Halbleiter oder einem anderen in der Mikrosystemtechnik verwendeten Werkstoff

17、 besteht nach DIN 32564-1 ANMERKUNG Wafer werden in verschiedenen Abmessungen gefertigt. Die Abmessungen sind in dem SEMI-Dokument M1-1105 festgelegt. 3.8 Waferflat Kreisabschnitt am Rand eines Wafers, welcher die Kristallorientierung angibt ANMERKUNG 1 Bei Siliziumwafern gibt es oft zwei verschiede

18、n groe Flats zur zustzlichen Kennzeichnung der Kristalldotierung. DIN 32564-1 ANMERKUNG 2 Das Waferflat auf dem Maskentragring dient zur Orientierung des Maskensubstrats auf dem Maskentragring. DIN 32566:2007-12 4 4 Maskeneigenschaften 4.1 Materialeigenschaften 4.1.1 Allgemein Diese Norm legt keine

19、Materialien fr Maskentragring und Maskensubstrat bzw. -membran fest. Es wird empfohlen, Materialien mit geringem Wrmeausdehnungskoeffizienten und guter Wrmeleitfhigkeit einzusetzen. Materialien mit geringem E-Modul knnen zu nicht tolerierbaren Verzgen fhren. Dasselbe gilt fr Materialpaarungen von Ma

20、skentragring und Maskensubstrat bzw. -membran mit zu unterschiedlichen Wrmeausdehnungskoeffizienten. 4.1.2 Membranmaterial Diese Norm sieht vor, dass Nutzer unterschiedliche Membranmaterialien mit eigenen Membranparametern spezifizieren knnen. Gebruchliche Membranmaterialien sind Kohlenstoff, Titan,

21、 Beryllium, Bornitrid oder Polyimid. 4.1.3 Absorbermaterial Diese Norm lsst unterschiedliche Absorbermaterialien zu. blicherweise werden Absorber aus Gold eingesetzt. 4.2 Strukturierung der Maske Die Maske kann vor oder nach dem Aufbringen des Substrats auf dem Maskentragring strukturiert werden. bl

22、ich ist das Strukturieren der Membran vor dem Zusammenbau. 4.3 Adaption anderer Maskenformate Werden Masken in anderen Formaten gefertigt, knnen diese mittels geeigneter Befestigungsmglichkeiten im Innenbereich des Maskentragrings eingebaut werden. Dies kann bei dnnen Membranmaterialien oder einem k

23、leinen Layoutfeld von besonderem Interesse sein. Mglich sind auch Maskenmembrane, die freitragend auf einem Substrat mit einer entsprechenden ffnung aufgespannt sind. Hier wird das Substrat auf dem Maskentragring befestigt. 5 Anforderungen an die Rntgenmaske 5.1 Maskengeometrie Bild 1 zeigt die Haup

24、tmerkmale einer Rntgenmaske. Die Abmessungen und zugehrigen Toleranzen sind in Bild 2 aufgefhrt. Einige Abmessungen, wie der Innendurchmesser oder die Schrge der Stufe des Maskentragring sind nicht Bestandteil dieser Norm. Damit der Nutzer Anhaltspunkte hat, wurden Empfehlungen fr Mae gemacht. Diese

25、 Mae sind in Bild 2 mit einem Stern (*) gekennzeichnet. 5.2 Mae und Toleranzen Die Maske muss den in Bild 2 angegebenen Maen und Toleranzen entsprechen. Der Auendurchmesser des Maskentragrings von (125,00 0,05) mm ist kompatibel mit dem Durchmesser eines 125-mm-Wafers. DIN 32566:2007-12 5 Der Durchm

26、esser von 101,6 mm 0,1 mm des oberen Teils an der Vorderseite des Maskentragrings erlaubt es, Substrate mit Standard-100-mm-Wafer-Format einzusetzen. Die Substrate knnen je nach Herstellungsmethode aus der Maskenmembran selbst oder aus einer freistehenden Maskenmembran auf einem Substrat bestehen. D

27、er Innendurchmesser des Maskentragrings ist nicht spezifiziert. Dies erlaubt jedem Anwender, das Layoutfeld entsprechend der eigenen Anforderungen festzulegen. Der Innendurchmesser sollte jedoch aus Stabilittsgrnden maximal 83 mm betragen. Zur Ausrichtung des Maskensubstrats auf dem Maskentragring i

28、st ein Waferflat (siehe Bild 1 a) vorgesehen. Zu diesem Waferflat wird das entsprechende Waferflat auf dem Substrat parallel ausgerichtet. An der Unterseite kann eine Phase von (30 1) angebracht werden. Die Tiefe der Aussparung ist dann (5,0 0,3) mm. Die Phase erlaubt die Inspektion innerhalb des In

29、nendurchmessers des Maskentragrings mit Mikroskopobjektiven oder anderen Komponenten. Die Dicke des Maskentragrings muss (7,60 0,05) mm betragen. Die Dicke des Gesamtsystems bestehend aus Maskentragring und Maskenmembran ist nicht spezifiziert. Die Dicke von Maskensubstrat bzw. -membran wird entspre

30、chend den Anforderungen des Anwenders festgelegt. Die Halterung in den Rntgenbelichtungsgerten muss der Dicke des Gesamtsystems aus Maskentragring und Maskensubstrat angepasst werden. bliche Membran- bzw. Substratdicken liegen zwischen 0,002 mm und 1 mm. Die Ebenheit der Rckseite des Maskentragrings

31、 wird so definiert, dass alle Punkte der Rckseite zwischen zwei parallelen Ebenen liegen, deren Abstand 0,010 mm betrgt (siehe DIN EN ISO 1101). Die Planparallelitt zwischen Vorder- und Rckseite des Maskenrings muss besser als 0,020 mm sein, um die Schrgstellung der Maskenebene zum Belichtungsstrahl

32、 zu minimieren. Ein Notch dient als ein Anschlag- und Fixierpunkt zur Maskenmontage. Der Notch wird so aufgebaut, dass die Seitenwnde tangential zu einem Kreis mit 6 mm Durchmesser liegen. Der Mittelpunkt des Kreises liegt auf dem Aussenkreis des Maskentragrahmens. Die Details des Notch sind in Bild

33、 3 dargestellt. Der Maskentragring sollte mit dem Notch und an der Umrandung des ueren Rings an Zylinderstifte (Stifte nach DIN EN ISO 8734), die sich in den Punkten A und B befinden und deren Durchmesser 6 mm betragen, bei der Montage in Rntgenbestrahlungsvorrichtungen oder in anderen Gerten angesc

34、hlagen werden (siehe Bild 4). Der Punkt A ist horizontal 65,5 mm + 0,05 mm links vom Maskenzentrum; der Punkt B, der den Notch aufnimmt, vertikal 62,5 mm + 0,05 mm unterhalb des Zentrums. Die Ausrichtung ist dabei so gewhlt, dass die Membranseite nach oben zeigt. 5.3 Oberflchenbearbeitung Die Vorder

35、- und die Rckseite sollten geschliffen sein. (Ra = 0,4 m) DIN 32566:2007-12 6 Legende 1 Notch 2 Waferflat 3 Membran 4 Bereich, in dem ein anderes Maskenformat eingesetzt werden kann (optional) 5 Vorderseite 6 Rckseite 7 Stufe 8 Maskentragring Bild 1 Merkmale einer Rntgenmaske DIN 32566:2007-12 7 Mae

36、 in Millimeter Legende * empfohlenes Ma a Detail des Notch X siehe Bild 3 Bild 2 Zeichnung des Maskentragrings Mae in Millimeter Bild 3 Detail des Notch DIN 32566:2007-12 8 Mae in Millimeter Legende 1 Platte fr Anschlagspunkte 2 Zylinderstift A, B Anschlagpunkte Bild 4 Lage der Anschlagpunkte des Maskentragrings (Sicht von oben auf die Maske) DIN 32566:2007-12 9 Literaturhinweise SEMI M1-1105, Specifications for Polished Monocrystalline Silicon Wafers, Bezugsquelle: www.semi.org