Bei dem Top Surface Imaging Prozess wird eine Resistschicht bildmäßig belichtet und anschließend mittels z.B. HMDS silyliert. Nur an den belichteten Stellen kann HMDS eindringen, dort ist der inhibierende Effekt (Schutzwirkung, siehe 1.1.3.) zwischen Novolak und Naphthochinondiazid durch die Belichtung aufgehoben, das HMDS kann mit den OH-Gruppen des Novolaks reagieren. Über die Dauer der Silylierung kann die Tiefe des Eindringens des HMDS gesteuert werden. Bei dem folgenden Sauerstoff-Plasmaätzschritt (O2-RIE) wird das HMDS zu Siliziumdioxid umgesetzt, damit baut sich ein ausgezeichneter Schutz gegen ein weiteres Ätzen im O2-Plasma auf. An den nicht belichteten und damit nicht silylierten Flächen entfernt das O2-Plasma die Resistschicht dagegen vollständig. Dadurch wird der ursprünglich Positivlack zum Negativresist.
Das Negativ-Photoresist-Experimentalmuster SX AR-N 7100 stellt ein oberflächenabbildendes und trockenentwickelbares System dar. Mit ihm können Strukturen mittels Plasmaätzung in dicke Resistschichten übertragen werden. Anwendungsgebiete sind sowohl die Mikroelektronik, als auch die System- und Sensortechnik.
Durch die Verlagerung der abbildenden Bereiche an die Oberfläche der Resistschicht (Top Surface Imaging) gelingt es, physikalische Probleme der Strukturübertragung in der Photolithographie zu mindern. Ein solches Verfahren gewinnt besondere Bedeutung für topologisch stark gegliederte und hoch reflektierende Substrate. Aufgrund seiner hohen optischen Dichte werden schon bei Schichtdicken von 2 µm Reflexionen von z.B. Aluminiumoberflächen vollständig unterdrückt.
Der Photoresist SX AR-N 7100 ist ein radialstreifenfrei beschichtbarer Flüssigresist auf Safer-solvent-Basis, der sowohl für die G-Linien- als auch für die I-Linien-Lithographie einsetzbar ist. Nach der bildmäßigen Belichtung sowie der Silylierung aus der Gasphase wird die Resistmaske plasmachemisch entwickelt (O2-Plasma).
Der Verarbeitungsprozess umfasst folgende Schritte:
- Beschichtung Spincoating
- Temperung (100 °C bis 130 °C)
- Belichtung (436 nm, 365 nm)
- Vortemperung Silylierung (175 °C für HMDS bzw. 110 – 130 °C für TMDS)
- Gasphasen-Silylierung (165 °C für HMDS bzw. 110 – 130 °C für Tetramethyldisilazan)
- Trockenentwicklung (O2-Plasma)
Die Dauer des Silylierungsschrittes ist von den spezifischen technischen Gegebenheiten abhängig.
Abb. 1: Resiststege nach der O2-RIE Entwicklung über Aluminiumstrukturen mit dem SX AR-N 7100
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