Positivlack
Die Zugabe der lichtempfindlichen Komponente (LEK, Naphthochinondiazide (NCD)) zum alkalilöslichen Novolak bewirkt eine Verringerung der Alkalilöslichkeit der Resistschicht. Die OH-Gruppen des Novolakes, die alkalilöslich sind, werden durch die NCD blockiert (inhibierender Effekt), der alkalische Entwickler kann nicht mehr angreifen. Nach der Belichtung durch eine Belichtungsmaske im UV-Bereich (308 – 450 nm) reagiert die lichtempfindliche Komponente zu Indencarbonsäure-Derivaten und wird dadurch bei Positivlacken etwa um den Faktor 100 alkalilöslicher (siehe Abb. 1). Nach der Entwicklung bleiben nur die durch die Maske geschützten Bereiche stehen, während die belichteten abgelöst werden.
Abb. 1, Quelle: “Diazonaphthoquinone-based Resists” von Ralph Dammel, Seite 10
Die Entwicklungsgeschwindigkeiten der belichteten und der unbelichteten Flächen hängt von dem Gehalt der LEK ab. Mit zunehmendem Gehalt wird die Lösegeschwindigkeit der unbelichteten Schicht immer langsamer, bei einer ausreichend belichteten Fläche nimmt die Geschwindigkeit aufgrund der erhöhten Konzentration an alkalilöslichen Indencarbonsäuren zu (siehe Abb. 2). Zur Erzielung der höchsten Empfindlichkeit ist es ausreichend, wenn ca. 30 – 40 % der LEK in der Schicht belichtet werden. Die vollständige Belichtung kostet nur zusätzliche Lichtenergie, die Lösegeschwindigkeit erhöht sich aber nur unwesentlich, da der inhibierende Effekt bei einer 40 %igen Belichtung schon weitgehend aufgehoben ist.
Abb. 2, Quelle: “Diazonaphthoquinone-based Resists” von Ralph Dammel, Seite 9
Negativlack
Die Vernetzer Bisazide, Säurebildner und aminische Komponenten üben nur einen marginalen Einfluss auf die Alkalilöslichkeit der Novolake aus. Da die Vernetzer fast ausschließlich nicht alkalilöslich sind, verringern sie die Löserate des Negativresist im Vergleich mit dem reinen Novolak geringfügig. Eine Belichtung mit anschließender Temperung führt zur Vernetzung der belichteten Negativresistschicht. Dabei ist die Temperung nach der Belichtung bei den chemisch verstärkten Resists (z.B. AR-N 4400) zwingend notwendig, da erst hier das Cross Linking vollzogen wird. Bei den radikalisch wirkenden Bisaziden (z.B. AR-N 4240) erfolgt die Vernetzung auch schon bei Raumtemperatur. Ein zusätzliches Bake nach der Belichtung kann bei den radikalischen Vernetzern zu einer Empfindlichkeitserhöhung führen.
Durch die Vernetzung werden die belichteten Bereiche unlöslich und bleiben nach der Entwicklung stehen. Die unbelichteten Bereiche dagegen bleiben löslich und werden durch den Entwickler entfernt.