Von Allresist wurde ein E-Beamresist konzipiert, der in Abhängigkeit von der Bestrahlungsdosis ein dreidimensionales Resistprofil erzeugt. Für die übliche Strukturierung wird von einem Resist eigentlich nur ein zweidimensionales Verhalten erwartet. Die Resistschicht soll entweder einen vollständigen Schutz oder gar keinen ausüben. Die Höhe der Resistschicht ist dabei im Sinne der Strukturierung unwesentlich. Wenn man aber in das Substrat dreidimensional abgestufte Strukturen einbringen will, wie z.B. bei diffraktiven Optiken, muss der Resist auf unterschiedliche Belichtungsdosen mit einem unterschiedlichen Schichtaufbau reagieren. Alle „digitalen“ Resists werden auf einen möglichst hohen Kontrast optimiert, um auch eine maximale Auflösung zu erreichen. Geringe Dosisunterschiede bewirken den kompletten Schichtaufbau. Man kann von einen Schwarz-Weiß-Bild sprechen.
Für die dreidimensionalen Strukturen benötigt man aber auch die Grautöne. Deshalb wurde der AR-N 7700, ein negativ arbeitender, chemisch verstärkter E-Beamresist, modifiziert. Das Prinzip der chemischen Verstärkung beruht auf der Vernetzung des Novolaks mit einer mehrfunktionellen aminischen Komponente. Dieser Prozess wird durch Protonen (Säuren) katalysiert. Diese Protonen entstehen bei der Bestrahlung eines speziellen Novolaks. Durch die gezielte Variation der aminischen Komponente und des Säurebildners kann der mögliche Vernetzungsgrad gesteuert werden. Dieser Vernetzungsgrad ist wiederum für den Schichtaufbau bei der Bestrahlung und somit für den Kontrast verantwortlich. Der AR-N 7720 verfügt über einen Kontrast von 0,8. Damit gelang es, über einen Dosisbereich von 30 – 90 μC/cm² einen Schichtaufbau von 0 bis 1,4 μm zu erzielen. Mit diesem Ergebnis lassen sich die abgebildeten diffraktiven Optiken erzeugen. Die Übertragung der Resiststrukturen in das SiO 2 mittels eines Plasmaätzprozesses war ebenfalls problemlos möglich. Anfängliche Schwierigkeiten mit einer Rauigkeit der entwickelten Resiststrukturen ließen sich durch einen modifizierten Post Development Bake beseitigen.
Abbildungen: Mit dem AR-N 7720 erzeugte diffraktive Optiken.
E-Beam Resist Negativ