Auf dem Workshop wurde ein Vortrag mit dem Titel “Herstellung von Röntgenmasken in einem Zweistufenprozess mit dem Photoresist CAR 44” von Allresist gehalten. Das Abstrakt wird im Folgenden vorgestellt:
Die Mikrosystemtechnik (MST) stellt hohe Anforderungen an die Eigenschaften der verwendeten Photoresists. Bei Schichtdicken bis zu einigen Hundert Mikrometern wird eine exzellente Abbildungsgüte der Strukturen erwartet. Sehr gute Ergebnisse werden mit dem SU-8, einem chemisch verstärkten Negativresist, erzielt. Die Qualität der erzeugten Struktur ist ausgezeichnet. Die Ursache dieser Eigenschaft liegt in dem hohen Vernetzungsgrad des Resists, der aber wiederum auch verantwortlich für die Unlöslichkeit der prozessierten Resiststrukturen ist.
Das schwere Entfernen des Resists ist ein Nachteil für viele Anwendungen in der MST, so auch bei der Herstellung von Röntgenmasken. Eine Alternative stellt die Verwendung des neuen Photoresists CAR 44 dar. Erste Ergebnisse dieses chemisch verstärkten Negativresist wurden auf der HARMST 2005 [1] vorgestellt. Die Hauptvorteile liegen im einfachen Removing und der hohen Prozessstabilität.
Der CAR 44 arbeitet ebenfalls nach dem Prinzip der chemischen Verstärkung. Die Novolak-Polymere werden über Amin-Gruppen in Gegenwart von photochemischen generierten Säuren vernetzt. Über diesen Mechanismus wird eine gezielt moderate Vernetzung erreicht, die die Löslichkeit der Resiststrukturen und eine einfache Handhabung garantiert. Aufgrund der wässrig-alkalischen Entwicklung und der Empfindlichkeit im gesamten UV-Bereich ist der Resist in jeder Standard-Lithographie ohne Probleme einzusetzen [2].
In dieser Veröffentlichung wird die hochpräzise Herstellung von Röntgenmasken mit Hilfe des CAR 44 vorgestellt. In einem Zwei-Stufen-Prozess wird zuerst mittels UV-Lithographie eine 7-µm-dicke Resistmaske erzeugt. Die anschließende Goldgalvanik stellt die Röntgen-Master-Maske fertig. In einem zweiten Schritt wird diese Struktur mit der Master-Maske durch Synchrotron-Strahlung in eine 30-µm-dicke CAR-44-Schicht übertragen. Die Arbeitsmaske wird durch eine Goldgalvanik und das folgende Removing fertig gestellt.
Die so hergestellten Röntgenmasken sind von exzellenter Strukturgüte. Die Prozessparameter und Ergebnisse der UV- und Synchrotronlithographie, wie Gradationskurven, maximale Auflösung, Aspektverhältnis, Seitenwandrauhigkeit und Kantensteilheit, werden vorgestellt. Das einfache Removing wird an Beispielen erläutert.
Aussagen über die Langzeitstabilität und Chargentreue bei der Herstellung werden gegeben. Als Ausblick werden weitere Applikationsfelder des CAR 44 präsentiert.
Literatur:
[1] M. Schirmer et al., Microsyst. Technol. (2007) 13, 335-338, “ A new removable resist for high aspect ratio applications”
[2] M. Schirmer et al., Mikrosystemtechnik-Kongress Freiburg, VDE-Verlag, Berlin, (2005), 531-533, „Wieder entfernbarer Negativresist für die Mikrosystemtechnik“