Allgemeines: Resistzusammensetzung
Die mit Abstand meist gebrauchten Resists sind die Positiv-Photoresists, gefolgt von den Negativ-Photoresists. Es gibt jedoch auch andere Speziallacke.
Schwarzlack
Bei erstaunlich vielen Anwendungen ist es wichtig, die Licht-Durchlässigkeit der Substrate vollständig zu unterbinden, jedoch trotzdem noch strukturieren zu können. Am besten sollte der optisch geschützte Bereich den gesamten UV/VIS-Bereich abdecken, also von 200 – 1.000 nm.
ATLAS 46 allgemein
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.
Laserablation von PPA (Phoenix 81)
PPA-Schichten können auch durch Laserablatation strukturiert werden. Mit AR-P 8100 beschichtete Substrate wurden am IOM Leipzig (Dr. Klaus Zimmer) mit gepulstem Laserlicht bei unterschiedlichen Wellenlängen strukturiert. Dabei konnten Architekturen mit sehr geringer Kantenrauigkeit realisiert werden.
Strukturierung mittels Ablation des Resistmaterials
Das Grundprinzip der Laserablation ist, dass durch Laserbestrahlung einer bestimmten Wellenlänge so viel Energie in das für Ablation modifizierte Resistmaterial eingetragen wird, um das Resistpolymer zu zerstören und dieses dann als niedermolekulare Fragmente verdampft. Dieser Prozess kann durch Eintrag geeigneter Farbstoffzusätze begünstigt werden. Im Ergebnis entstehen transparente Strukturen (abladierte Flächen) in der sonst lichtundurchlässigen Fläche.
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.
Fluoreszierende Resiststrukturen Photoresists
Auch in Photoresists können fluoreszierende Farbstoffe eingebettet werden, dabei sind die negativen Photoresists von besonderem Interesse. Durch Einbettung in den negativ arbeitenden ATLAS 46 S konnten Resistschichten erzeugt werden, die wahlweise eine violette, blaue, gelbe, orange oder rote Fluoreszenz zeigen.
Negativ-CAR PMMA Resist SX AR-N 4810/1
PMMA-Resists werden überwiegend für Elektronenstrahlanwendungen oder als Schutzlacke bei aggressiven nasschemischen Ätzverfahren eingesetzt. Prinzipiell ist die Strukturierung einer PMMA-Schicht auch mittels Tief-UV-Belichtung (220 – 266 nm) möglich. Jedoch ist dort die Empfindlichkeit gering und es resultieren lange Belichtungszeiten.
ATLAS 46 für Nanoimprint-Lithografie
Die Neuentwicklung ATLAS 46 konnte auch erfolgreich für Nanoimprinting eingesetzt werden (Universität Wuppertal, AG Prof. Scheer). In einem ersten Schritt wurden mit dem negativ arbeitenden Resist ATLAS 46S Nanostrukturen hergestellt, die anschließend mit UV-Licht bei einer Wellenlänge von 172nm gehärtet wurden.
Top Surface Imaging Photoresist – Wirkprinzip
Die Grundlagen der Top Surface Imaging Technologie wurde von Roland und Coopmans (Proc. SPIE 631, 34 (1986)) erforscht. Die Technologie basiert auf dem Prozess der selektiven Resistsilylierung (DESIRE-Prozess).