Die beiden Resists Atlas 46 S = AR-N 4600-10 und Atlas 46 R = AR-N 4650-10 sind negativ arbeitende Photoresists hoher Schichtdicke mit extrem stabilen Resiststrukturen. Der 4650-10 ist zusätzlich wieder leicht entfernbar und damit für photolithographische und Galvanik-Anwendungen sehr gut geeignet. AR-N 4600-10 ist in seinen Eigenschaften vergleichbar mit dem SU-8.
Die Resists bestehen aus Poly[(o-cresyl glycidyl ether)-co-formaldehyde] in einem organischen Lösemittelgemisch mit dem Hauptbestandteil 1-Methoxy-2-propyl-acetat (PGMEA) und verschiedenen Säuregeneratoren. Beide Resists werden mit den Lösemittelgemischen AR 300–12 oder AR 600-70 innerhalb weniger Sekunden entwickelt. Eine langsamere, kontrastreichere Entwicklung gelingt mit AR 600-07.
Die Schichtdicken beider Resists sind auf 10 µm bei 1000 rpm eingestellt, auf Nachfrage sind auch weitere Schichtdicken im Bereich von wenigen 100 nm bis zu 100 µm erhältlich. Es wird empfohlen, den Softbake auf der hot plate bei 65° 5 min über 3min Rampe auf 95 °C für 5 min durchzuführen.
Beide Resists können durch i-line oder UV-Belichtung strukturiert werden. Vor der Belichtung sollten die Substrate auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Es wird empfohlen, die sich anschließende Temperung zur Vernetzung auf der hot plate bei 105°C – 110°C für etwa 2 min durchzuführen.
Zur Entwicklung für wenige Sekunden (5 – 10 s) wird der AR 300-12 oder AR 600-70 empfohlen. Ein zu langes Entwickeln kann beim AR-N 4650-10 zum erhöhten Dunkelabtrag führen. Als Stopper eignet sich AR 600-60. Unmittelbar nach der Entwicklung sind die Resistschichten mit DI-Wasser zu spülen und zu trocknen.
Die Empfindlichkeit für eine Schichtdicke von 10 µm beträgt etwa 120 – 140 mJ/cm2 im Breitband-UV.
Abb. 1 und 2: Atlas 46S und Atlas 46R eignen sich sehr gut zur Erzeugung definierter Strukturen mit senkrechten Wänden.
Atlas 46S kann bei einer Wellenlänge von 365nm (i-line) strukturiert werden, ist aber deutlich empfindlicher im Wellenlängenbereich von 250 – 320nm und nahezu transparent bei 405nm bzw. 436nm (h- bzw. g-line). Durch Einsatz optimierter PAG’s konnte die Lichtempfindlichkeit der Resistvariante SX AR-N 4610-10/1 bei 365nm deutlich gesteigert werden:
Abb. 3: Überlagerung Spektrum einer Quecksilberdampflampe (blaue Linie) und der Absorptionskurve von SX AR-N 4610-10/1
Der neue Spezialresist SX AR-N 4620-10/1 kann sogar im Wellenlängenbereich von 405 nm bis zu 436 nm strukturiert werden.
Die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften können genutzt werden um gut definierte 3d-Strukturen zu erzeugen:
Abb. 4: Prozessüberblick zur Erzeugung dreidimensionaler Architekturen im Zweilagenprozess mit AR-N 4600-10 als Bottomresist und SX AR-N 4610-10/1 bzw. SX AR-N 4620-10/1 als Topresist
Der Prozess wurde erfolgreich zur Herstellung überbrückter Resiststrukturen eingesetzt:
Abb. 5: Im Zweilagenprozess realisierte 3d-Strukturen
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