Ausbleichbare Resists

Die Grundidee bei den Farbstoffresists innerhalb des Projektes Photoenco (Juni 2016 – Mai 2019) war, dass man Farbstoffe in die Polymermatrix des Resists einmischt, welche dann durch Bestrahlung ihre Farbe ändern oder aber farblos werden.

Mit Herstellung der ersten Muster stellte sich schnell heraus, dass die Variante des Farbstoffwechsels bei Bestrahlung nicht favorisiert werden würde. Die meisten Farbstoffe, die lediglich ihre Farbe ändern sollten, waren für die geforderten Prozessbedingungen- und Temperaturen nicht stabil genug. Deshalb wurde nach Farbstoffen gesucht, die sich durch Energieeintrag mittels Laserbestrahlung zersetzen lassen und somit der Resist an dieser Stelle ausbleicht.

Da für den späteren Prozess ein 532 nm Laser zum Einsatz kommen soll und auch bei den Ablationsversuchen bei dieser Wellenlänge bestrahlt wurde, konnten wir den Fokus auf Farbstoffe richten, die bei dieser Wellenlänge eine hohe Absorption aufweisen. Klassischerweise sind dies neben roten und violetten Farbstoffen auch schwarze Farbstoffe. Nach ersten internen Tests mit einem geeigneten Farbstoff konnte dann auch ein Muster (SX AR-N 4340/13.1) dem Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart (ITO) für weitere Untersuchungen übergeben werden. Der Vorteil bei diesem Lacksystem war die optische Dichtheit des Lackes und das ITO konnte auch erfolgreich Linien in den Lack schreiben, ohne diesen zu abladieren (Abbildung 1). Die Abbildungen 2 und 3 zeigen deutlich, dass eine zu hohe Intensität des Laserstrahls zur unerwünschten Ablation führt.

Abbildung 1: Am ITO Stuttgart geschriebene Linie durch Ausbleichen des Farbstoffes mittels Laserbestrahlung.

Abbildung 2: Am ITO Stuttgart geschriebene Linie durch Ausbleichen des Farbstoffes mittels Laserbestrahlung mit zu hoher Intensität – beginnende Ablation.

Abbildung 3: Am ITO Stuttgart geschriebene Linie durch Ausbleichen des Farbstoffes mittels Laserbestrahlung mit viel zu hoher Intensität – deutliche Ablation.